Bài giảng Hóa sinh II - Đặng Minh Nhật
66 trang
50
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Hóa sinh II - Đặng Minh Nhật", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Tài liệu đính kèm:
- bai_giang_hoa_sinh_ii_dang_minh_nhat.pdf
Nội dung text: Bài giảng Hóa sinh II - Đặng Minh Nhật
- ð I H C ðÀ N NG TRƯ NG ð I H C BÁCH KHOA KHOA HÓA HÓA SINH II Bài gi ng Biên so n: TS. ð ng Minh Nh t ðà N ng, 2007
- CHƯƠNG 1 KH NĂNG CHUY N HOÁ C A PROTEIN, GLUXIT, LIPIT 1.1 CÁC BI N ð I C A PROTEIN TRONG QUÁ TRÌNH S N XUÁT VÀ B O QU N 1.1.1 BI N ð I DO NHI T Các quá trình ch bi n th c ph m bao g m ñun nóng, làm l nh, s y, s lý hoá ch t, lên men, chi u b c x và các quá trình x lý khác. Trong ñó, ñun nóng là quá trình ch bi n ñư c s d ng ph bi n nh t. Thông thư ng, ñun nóng ñư c th c hi n nh m m c ñích vô ho t vi sinh v t và các enzym n i sinh (endogenous enzyme) gây các ph n ng oxy hoá ho c thu phân không mong mu n khi b o qu n ho c ñ bi n ñ i h n h p các thành ph n nguyên li u th c ph m không h p d n thành s n ph m th c ph m có k t c u ñ ng nh t và có s c lôi cu n v m t c m quan. Hơn n a, m t s protein như β lactoglobulin và α lactalbumin t s a bò và protein t ñ u nành có th gây d ng, tr thành vô h i nh quá trình này. Tuy nhiên, các nh hư ng có l i nh quá trình ñun nóng th c ph m giàu protein nói chung thư ng ñi kèm v i m t s nh hư ng x u, làm gi m giá tr dinh dư ng và các tính ch t ch c năng c a protein. Gia nhi t v a ph i Gia nhi t v a ph i ch làm protein bi n tính và giúp c i thi n giá tr dinh dư ng c a s n ph m, do: làm m t ñ c tính c a các ñ c t có b n ch t protein (như enterotoxin cu Staphyloccocus aureus ) ho c c a các ch t kìm hãm các enzym ñư ng tiêu hoá (như antitripxin Kunitz và Bowman có trong h t ñ u tương). làm vô ho t các enzym (protease, polyphenoloxidase, lipoxydase ) v n xúc tác ph n ng phá hu các vitamin. làm tăng kh năng tiêu hoá c a m t s protein do làm du i m ch peptit c a chúng, gi i to các g c axit amin trư c ñây b vùi trong phân t , do ñó t o ñi u ki n cho protease tác d ng ñư c thu n l i hơn.Vd.: colagen, glixinin ñ u tương, ovalbumin Thanh trùng Gia nhi t ki u thanh trùng nhi t ñ l n hơn 110 115 oC các s n ph m giàu protein như th t, cá, s a s gây phá hu m t ph n các g c xistin, xistein hình thành nên H 2S, dimetylsulfua, axit xisteic và h p ch t bay hơi khác khi n cho các s n ph m này có mùi ñ c trưng.
- Gia nhi t khan Gia nhi t khan protein nhi t ñ trên 200 oC (nhi t ñ rán th t và cá) t o ra α, β ho c γ cacbolin do ph n ng vòng hoá c a tryptophan: R R CH3 N N NH2 N H H R N NH2 H R α-cacbolin β-cacbolin γ-cacbolin (R=H hay CH ) (R=H hay CH 3) (R=H hay CH ) 3 3 Gia nhi t nhi t ñ cao Gia nhi t nhi t ñ cao (hơn 200 oC) th c ph m giàu protein có pH trung tính ho c ki m tính s x y ra: • Thu phân các liên k t peptit và ñ ng phân hoá các g c axit amin, t o ra h n h p raxemic do ñó làm gi m giá tr dinh dư ng ñi 50%, do các ñ ng phân D ñư c t o thành khó b tiêu hoá hơn; • Phá hu m t s axit amin: như arginin s b chuy n thành ornitin, ure, xitrulin và amoniac. Xistein b chuy n thành dehydroalanin. Gia nhi t môi trư ng ki m, serin, treonin và lizin cũng b phá hu ; • T o c u n i ñ ng hoá tr ki u lyzinoalanin, ornitinoalanin ho c lantionin liên k t g c dehydroalanin (DHA) chu i polypeptit này v i các g c lyzin, ornitin ho c g c xistin chu i polypeptit khác. G c DHA ñư c t o ra do ph n ng lo i β g c xistein ho c phosphoserin: O O OH O - - NH HC C NH C C NH C C + X CH2 CH2 CH2 X X (X là SH ho c –PO 3H2) g c DHA M ch polypeptit có chưá g c lizin, g c ornitin ho c g c xistein s k t h p v i m ch polypeptit có chưá g c DHA theo sơ ñ sau:
- O O O NH CH C NH CH C NH CH C (CH ) (CH2)4 2 3 CH2 NH2 NH2 SH CH CH2 CH2 2 NH CH C NH CH C NH CH C O O O O O O H NH CH C N CH C N CH C H (CH ) (CH2)4 2 3 CH2 HN NH S H C CH2 H2C 2 NH CH C NH CH C NH CH C O O O Khi x lý nhi t th t ho c cá nhi t ñ cao hơn nhi t ñ thanh trùng thì còn t o ra c u ñ ng hoá tr ki u izopeptit giưã g c lizin cu chu i peptit này v i g c glutamic ho c g c aspartic cu chu i peptit khác: HN NH CH2 (CH2)4 NH C (CH2)2 HC O C O CO C u izopeptit V phương di n dinh dư ng, vi c t o ra c u ñ ng hoá tr izopeptit trong cùng m t phân t ho c giưã các phân t s làm gi m ñ tiêu hoá cu nitơ, gi m h s s d ng protein và giá tr sinh h c cu protein. Hơn nưã do hi u ng không gian các c u ñ ng hoá tr (glutaminlizyl ho c aspartyl lizyl) s ngăn c n không cho các protease ñ n ñư c vùng ñ c hi u ñ thu phân do ñó làm cho quá trình tiêu hoá protein b ch m l i. 1.1.2 BI N ð I DO ENZYM Trong quá trình b o qu n các th c ph m giàu protein thư ng x y ra hi n tư ng ôi th i làm m t giá tr dinh dư ng cu th c ph m. Nguyên nhân là do tác d ng cu enzym có s n trong th c ph m, cũng như cu vi sinh v t xâm nh p t môi trư ng ngoài vào. Khi ñó protein b chuy n hoá theo nh ng ph n ng cơ b n sau:
- a) Ph n ng kh amin: R CH COOH R CH COOH + H2O + NH3 NH2 OH enzym cua R CH COOH + H2 R CH2 COOH + NH3 vi sinh vat hieu khi NH2 b) Ph n ng kh nhóm carboxyl: R CH COOH R CH2 NH2 + CO2 NH2 Ph n ng này t o thành các amin khác nhau. T lizin t o thành cardaverin, t histidin t o thành histamin, là nh ng ch t ñ c. c) Ph n ng kh amin kh carboxyl: R CH COOH 1/2 O R CH COOH + 2 + NH3 NH2 O decarboxylase R CH COOH R CH O + CO2 O R CH COOH H O R CH COOH + 2 + NH3 NH2 OH R CH COOH R CH OH + CO2 OH d) Ph n ng t o thành mercaptan. Thư ng x y ra ñ i vơí các axit amin có chưá lưu huỳnh: +2H HS CH2 CH COOH HS CH CH CO 2 3 + 2 + NH3 NH2 etylmercaptit e) Ph n ng t o thành scatol, crezol, phenol: do các vi sinh v t gây th i rưã thư ng g p trong ñư ng ru t và trong quá trình c t gi protein chuy n hoá các axit amin vòng thành các s n ph m ñ c có mùi khó ch u như: scatol, indol, crezol, phenol.
- Ph n ng t o scatol, indol: COOH CH2 CH COOH NH3 CH2 CH + H2O + NH OH N 2 N H H tryptophan axit indoloxypsopinic CH COOH H O CO CH2 CH COOH + O2 2 + 2 + 2 OH N N H H axit indolaxetic CH CH2 COOH 3 + CO2 N N H H scatol CH3 + 3/2 O2 + H2O + CO2 N N H H indol Ph n ng t o thành crezol, phenol: OH OH HO CH2 CH COOH NH2 CH2 tyrosine crezol phenol f) Ph n ng t o thành di trimethylamin t các lipoprotein. Ph n lipit sau khi tác t lipoprotein s b chuy n hoá thành các di trimethylamin: Ví d :
- CH H3C H3C 3 [O] H3C N CH2 CH2 OH H3C N O N CH3 H3C OH CH3 CH3 colin trimetyl amin oxytrimetylamin (mui tanh) g) Ph n ng t o thành phosphin: X y ra v i phosphoprotein và nucleoprotein. Ngu n t o thành phosphin là các axit phosphoric có trong protein ñư c gi i phóng ra khi phân hu . Phosphin là khí không màu, mùi th i, r t ñ c 1.2 KH NĂNG CHUY N HOÁ CU CARBOHYDRAT 1.2.1 S PHÂN GI I CU DISACARIT VÀ POLYSACARIT S phân gi i cu disacarit và polysacarit th c hi n theo hai ki u: thu phân và phosphoryl phân. a) Thu phân: là quá trình phân gi i có s tham gia cu nư c. Dư i tác d ng cu nhi u lo i enzym: Polysaccarit →oligosaccarit→monosaccarit Ví d : tinh b t, glycogen→dextrin→maltose→glucose; quá trình phân gi i này ñư c th c hi n nh các enzym α amylase, β amylase và γ amylase (glucoamylase). b) Phosphoryl phân: quá trình phân gi i, trong ñó axit phosphoric ñóng vai trò cu nư c trong quá trình thu phân, x y ra dư i tác d ng cu enzym phosphorylase. Phosphorylase ch tác d ng vào liên k t 1,4 cu phân t tinh b t và s d ng l i khi t i liên k t 1,6. Tác d ng cu nó ch ti p t c ñư c sau khi liên k t 1,6 ñư c gi i phóng nh enzym amylo 1,6 glucosidase. Có th coi phosphorylase là enzym glucosyl transferase, vì nó xúc tác cho s chuy n g c glucose t i g c axit phosphoric. Quá trình ph n ng c ti p di n l n lư t và t o nên hàng lo i phân t glucose 1 phosphat. S phân gi i glycogen cũng ti n hành tương t và cũng t o nên glucose 1 phosphat. Các disacarit cũng có th b tác d ng cu enzym phosphorylase tương ng và t o nên d n xu t phosphat cu monosacarit ñ ng th i gi i phóng m t monosacarit th hai. Ví d enzym maltosephosphorylase xúc tác cho quá trình phân gi i maltose thành glucose 1 phosphat và glucose nh s tham gia cu H 3PO 3. Ph n ng phosphorylase nói trên là thu n ngh ch nên có th xúc tác cho s phân gi i các polysacarit và oligosacarit cũng như s tái t h p chúng.
- 1.2.2 S CHUY N HOÁ CU CÁC MONOSACARIT V b n ch t quá trình này bao g m các ph n ng oxy hoá kh sinh h c ñư c th c hi n b i m t lo t các enzym có trong ti th . K t qu là phân t hexose (ch y u là glucose) b oxy hoá hoàn toàn t o ra các s n ph m vô cơ là khí CO 2 và nư c, còn năng lư ng mà ch t h u cơ gi i phóng ra ñư c tích lu trong liên k t cao năng ATP. Tuỳ thu c vào ñi u ki n không có hay có oxy mà s phân gi i glucose x y ra theo hai hư ng chính: Phân gi i k khí: bao g m giai ño n ñư ng phân và s lên men k khí. Phân gi i háo khí (còn g i là quá trình hô h p): bao g m c giai ño n ñưòng phân, s oxy hoá axit pyruvic và chu trình Crep. Như v y hai quá trình trên ñ u có chung chu i ph n ng t glucose ñ n axit pyruvic. 1.2.2.1 S ñư ng phân Quá trình này ñư c phát hi n b i Embden, Meyerhof và Parnas. ðây là quá trình ph c t p, ñư c xúc tác b i nhi u enzym và không có s tham gia cu oxy. Phân t ñư ng l n lư t tr i qua các giai ño n: ho t hoá, c t ñ i phân t hexose (6C) t o thành 2 phân t ñư ng triose (3C), lo i hydro cu triose phosphat t o thành phospho glycerat, chuy n s n ph m trên thành axit pyruvic. a) Giai ño n ho t hoá phân t hexose: g m 3 ph n ng ph n ng t o thành glucose 6 phosphat nh enzym phospho gluco kinase v i s tham gia cu Mg 2+ : H2C OP H2C OH ATP ADP H O H H O H H H OH H OH H 2+ HO OH Mg HO OH H OH H OH Glucose Glucose-6-phosphat Ph n ng ñ ng phân hoá do enzym isomerase xúc tác: H2C OP O P O H H CH OH H O 2 OH H H HO HO OH H OH H OH OH H Glucose-6-phosphat Fructose-6-phosphat
- C u t o d ng vòng furan có liên k t kém b n v ng hơn, do ñó m ch cacbon d b c t hơn. Fructose 6 phosphat ti p t c b phosphoryl hoá l n th hai nh enzym phospho fructose kinase v i s tham gia cu phân t ATP (adenosin triphosphat) P O P O O P CH OH ATP ADP O 2 CH H C 2 O 2 H HO H HO H Mg 2+ OH H OH H OH OH H Fructose-6-phosphat - Fructose-1,6-di phosphat Do c u t o ñ i x ng, nó d b c t m ch cacbon ñi m gi a. b) Giai ño n c t m ch cacbon: H2C O P C O P O O P CH H C H2C OH 2 O 2 H HO H OH OH H CH O Fructose-1,6-di-phosphat HC OH CH2 OP Aldolase là enzym xúc tác s phân ly fructose 1,6 diphosphat thành hai phân t triose phosphat (dihydroxy axeton phosphat và glyxeraldehyd 3 phosphat). Hai triose phosphat này có th chuy n hoá l n nhau nh enzym ñ ng phân (triose phosphat isomerase). Cân b ng cu ph n ng này l ch v phía t o thành glyxeraldehyt 3 phosphat. B i v y, t 1 phân t fructose 1,6 diphosphat s t o thành 2 phân t glyxeraldehyd 3 phosphat. c) Giai ño n oxy hoá: ðư c th c hi n nh glyxeraldehyt 3 phosphat dehydrogenase. Enzym này có coenzym là NAD +, trong trung tâm ho t ñ ng có nhóm SH. Trong ph n ng này g c phosphat cao năng cu axit 1,3 diphosphoglyxeric chuy n cho ADP. ðó cũng là ki u phosphoryl hoá ADP thành ATP. Ph n ng này r t có ý nghĩa vì năng lư ng gi i phóng trong quá trình oxy hoá ñư c tích lũy trong phân t ATP, b o ñ m cung c p năng lư ng cho ho t ñ ng t bào trong ñi u ki n
- không có oxy. Ph n ng do enzym 3 phospho glyxerat kinase xúc tác và t o thành axit 3 phospho glyxeric: Axit 3 phospho glyxeric bi n ñ i thành axit 2 phospho glyxeric nh enzym phospho glyxerat mutase: d) S t o thành axit pyruvic: bao g m quá trình lo i nư c nh enolase xúc tác t o thành axit phospho enolpyruvic, có chưá liên k t cao năng. Quá trình chuy n g c phosphat cao năng cho ADP ñ t o thành axit enol pyruvic và ATP: D ng enol cu axit pyruvic không b n và nó s chuy n thành d ng xeton b n hơn. e) S chuy n hoá các s n ph m cu i cùng cu quá trình ñư ng phân. Như v y, sau quá trình ñư ng phân, ngoài ATP s n ph m t o thành s là NADH và pyruvat. S chuy n hoá ti p theo cu chúng ph thu c vào các con ñư ng chuy n hoá khác nhau t bào. NADH ph i ñư c chuy n hoá tr l i v d ng NAD +, n u không s làm h n ch quá trình ñưòng phân. NADH có th quay l i d ng NAD + tr l i b ng con ñư ng hi u khí và k khí. C hai ñ u con ñư ng ñ u g n v i s chuy n hoá ti p theo cu pyruvat. S ph n cu pyruvat trong t bào s ph thu c vào s có m t cu oxy. Trong ñi u ki n hi u khí, pyruvat b oxy hoá trong chu trình axit xitric, t o thành CO 2 và ñ ng th i t o ra thêm NADH (và FADH 2) và trong ñi u ki n hi u khí các phân t NADH ñư c t o ra t quá trình ñư ng phân và chu trình axit xitric s b oxy hoá tr l i thành NADH + qua chu i v n chuy n electron ty th . Trong ñi u ki n k khí, pyruvat s ñư c chuy n hoá theo cách khác. S t o thành axit lactic: dư i tác d ng cu lactat dehydrogenase, axit pyruvic b kh thành axit lactic: Ph n ng x y ra trong mô cơ ñ ng v t thì t o thành axit L lactic, còn trong quá trình lên men lactic do các vi sinh v t gây ra thì t o thành D lactic. Lên men rư u: m t s vi sinh v t như n m men có kh năng bi n ñ i axit pyruvic thành rư u etylic. Quá trình x y ra theo hai bư c. Bư c ñ u axit
- pyruvic b kh nhóm carboxyl thành CO 2 và axetaldehyt nh enzym pyruvat decarboxylase có coenzym là thiamin pyrophosphat (ch a vitamin B 1) và Zn 2+ . Bư c hai, axetaldehyt b kh thành etanol. Ph n ng ñư c xúc tác b i alcohol dehydrogenase: S t o thành α glyxerophosphat và glyxerin S lên men glucose cu n m men luôn kèm theo t o thành m t lư ng nh glyxerin: T t c các ph n ng kh axit pyruvic trên ñ u giúp NADH chuy n hoá tr l i d ng NAD + c n thi t cho quá trình ñư ng phân. Quá trình ñư ng phân và lên men ñư c tóm t t b ng sau: Quá trình oxy hoá k khí 1 phân t glucose t o thành 2 phân t axit pyruvic ñã s d ng 2 ATP và t o ra ñư c 4 ATP, như v y tích lu ñư c 2 ATP. So v i năng lư ng d tr cu phân t glucose, quá trình này ch gi i phóng m t ph n nh năng lư ng. Ph n l n năng lư ng v n còn tàng tr trong s n ph m cu i cùng (axit lactic, etanol v.v.). Như v y ñ i v i các vi sinh v t k khí, ñ b o ñ m ñ năng lư ng cho các ho t ñ ng s ng, chúng ph i phân gi i m t lư ng l n ñư ng, t o thành m t lư ng l n s n ph m cu i cùng là nh ng h p ch t h u cơ (rư u, axit h u cơ v.v.). Ngư i ta ñã l i d ng ñi u ñó ñ s n xu t rư u, bia, c n, axit h u cơ v.v. f) S tham gia cu các cơ ch t khác vào quá trình ñư ng phân
- 1.2.2.2 Chu trình Crep Quá trình phân gi i háo khí glucose x y ra theo 4 giai ño n chính: T glucose ñ n axit pyruvic: các ph n ng gi ng v i s ñư ng phân k khí T axit pyruvic ñ n axetyl CoA Oxy hoá axetyl CoA qua chu trình Crep Oxy hoá các coenzym kh qua chu i hô h p Trong ñi u ki n có oxy, axit pyruvic b oxy hoá hoàn toàn ñ n CO 2 và H2O và gi i phóng toàn b năng lư ng còn l i. Các ph n ng cu quá trình này x y ra theo m t chu trình, mang tên nhà bác h c phát hi n ra nó g i là chu trình Crep (Krebs). a) S kh carboxyl oxy hoá axit pyruvic thành axetyl CoA: Trư c khi tham gia vào chu trình, axit pyruvic b kh nhóm carboxyl ñ ng th i b oxy hoá dư i tác d ng cu m t ph c h ña enzym có tên là pyruvat oxydase hay pyruvat decarboxylase. Phương trình t ng quát cu giai ño n này như sau: b) Các ph n ng trong chu trình Crep Giai ño n 1: nh xúc tác cu enzym citrat syntase, nhóm axetyl cu axetyl CoA s ñư c chuy n cho axit oxaloaxetic ñ t o thành axit axetic, ñ ng th i gi i phóng coenzym A. Giai ño n 2: axit xitric b bi n ñ i thành d ng ñ ng phân cu nó là axit izoxitric, quá trình này ñư c xúc tác b i enzym aconitase. Giai ño n 3: x y ra s oxy hoá axit izoxitric dư i tác d ng cu enzym izoxitrat dehydrogenase. Axit izoxitric b kh hydro, 2 nguyên t hydro cu nó ñư c chuy n cho coenzym NADP +. K t qu t o thành NADPH+H + và axit oxaloxucxinic. Ngay sau ñó, axit oxaloxucxinic l i b kh carboxyl ñ bi n thành axit α xetoglutaric. M t nguyên t carbon l i ñư c tách ra kh i cơ ch t dư i d ng CO 2. Giai ño n 4: axit α xetoglutaric l i b kh carboxyl oxy hoá do ph c h enzym α xetoglutarat dehydrogenase xúc tác. Ph n ng này cũng tương t như s oxy hoá axit pyruvic giai ño n trên và c n các coenzym như tiamin pyrophosphat, axit lipoic, coenzym A và NAD + tham gia. S n ph m cu ph n ng là axit dicarboxylic d ng ho t ñ ng, ñó là xucxinyl coenzym A (có chưá liên k t tio este giàu năng lư ng) và m t nguyên t cacbon b tách ra giai ño n này là phân t CO 2.
- Giai ño n 5: Năng lư ng trong liên k t cao năng cu xucxinyl coenzym A ñư c chuy n thành liên k t cao năng cu GTP, nh tác d ng cu enzym xucxinat tiokinase, cu i cùng năng lư ng ñư c chuy n t GTP cho ÁDP ñ t ng h p nên ATP. ðây là ph n ng duy nh t trong chu trình Crep x y ra s tích lu năng lư ng trong ATP. Giai ño n 6: axit xucxinic b oxy hoá thành axit fumaric nh tác d ng cu xucxinat dehydrogenase. Enzym này có coenzym là FAD, khi nh n hydro t cơ ch t s tr thành FADH 2. Hydro cu FADH 2 ñư c ti p t c chuy n cho h th ng v n chuy n ñi n t ñ t o thành nư c và t ng h p ñư c 2 ATP. Giai ño n 7: axit fumaric ñư c hydrat hoá s t o thành axit malic nh enzym fumarat hydratase. Giai ño n 8: axit malic vưà ñư c t o thành s b oxy hoá thành axit oxaloaxetic dư i tác d ng cu enzym malat dehydrogenase có coenzym là NAD +. Khi phân t axit oxaloaxetic ban ñ u tham gia vào chu trình ñư c tái t o thì chu trình ñã khép kín. ðây không ph i hoàn toàn là phân t axit oxaloaxetic ban ñ u, b i vì trong các ph n ng nó ñã như ng 2 nguyên t cacbon d ng CO 2 và ñư c b sung b ng hai nguyên t cacbon m i t axetyl coenzym A. Phân t oxaloaxetic m i này l i ti p t c ngưng t v i phân t axetyl coenzym A và chu trình ñư c l p l i. Như v y qua m t vòng cu chu trình Crep, g c axetyl ho t ñ ng ñã t o ra 2 phân t CO 2. T axit pyruvic thì t o ra ñư c 3 phân t CO 2. Các phân t CO 2 ñư c t o thành t chu trình Crep có th ñư c s d ng vào các quá trình khác nhau trong cơ th (s carboxyl hoá, t ng h p ure, t ng h p nucleotit. (hình v ) Qua sơ ñ trên có th th y r ng, khi oxy hoá hoàn toàn 1 phân t axit pyruvic, có 5 c p nguyên t hydro ñư c tách kh i cơ ch t ñ t o thành các coenzym + + kh : 1 [NADPH+H ], 3[NADH+H ] và 1 FADH 2. Trong thành ph n, phân t axit pyruvic ch chưá 4 nguyên t hydro, như v y các nguyên t hydro còn l i là cu phân t nư c trong môi trư ng t bào tham gia vào. Phương trình t ng quát cu s oxy hoá axit pyruvic như sau: C3H4O3 + 3 H 2O → 3 CO 2 + 5 H 2O S t o thành 5 phân t H 2O trong phương trình trên là k t qu cu s oxy hoá các coenzym kh nh h th ng v n chuy n ñi n t , ñ ng th i thông qua quá trình này cũng t ng h p ñư c m t s l n liên k t cao năng. c) T ng k t năng lư ng khi oxy hoá hoàn toàn m t phân t glucose Năng lư ng trong phân t glucose ch y u ñư c gi i phóng giai ño n phân gi i háo khí. C 1 vòng cu chu trình Crep gi i phóng ñư c 12 ATP các giai ño n ph n ng.
- Tuy nhiên, trư c khi ñi vào chu trình Crep, phân t glucose ph i tr i qua các ph n ng cu giai ño n ñưòng phân và ph n ng kh carboxyl oxy hoá axit pyruvic. Hoá năng cu glucose gi i phóng cac giai ño n ph n ng ñư c t ng k t như sau: Glucose ATP Glucose 6 phosphat Fructose 6 phosphat ATP Fructose 1,6 diphosphat 2 Glyxeraldehyt 3 phosphat chu i hô h p 2NADH+H + +6 ATP 2 1,3 diphosphoglyxerat + O 2 H2O +2 ATP 2 3 phosphoglyxerat 2 2 phosphoenol pyruvat +2 ATP 2 pyruvat chu i hô h p + 2 CO 2 2 NADH+H +6 ATP 2 axetyl CoA + O 2 H2O + O 2 Chu trình Crep và +24 ATP chu i hô h p 4 CO 2 + 4H 2O T ng c ng: 38 ATP Khi oxy hoá hoàn toàn 1 phân t gam glucose s thu ñư c 686 kcal. Nhưng ñ t ng h p ATP t ADP và P i c n cung c p 8 10 kcal/mol. B i v y n u toàn b năng lư ng ñư c phân gi i m t mol glucose ñ u ñư c dùng ñ t ng h p ATP thì s thu ñư c 686/9≈76 mol ATP. Th c t ch t o ñư c 38 mol ATP, chi n 50% t ng s năng lư ng. Như v y còn 50% ñư c gi i phóng d ng nhi t năng
- d) Ý nghiã cu chu trình Crep Thông qua chu trình này, phân t glucose b oxy hoá hoàn toàn ñ n CO 2, H2O và gi i phóng toàn b năng lư ng m t ph n dư i d ng hoá năng trong ATP và m t ph n d ng nhi t năng có tác d ng gi m t bào. T ATP có th t ng h p nên GTP, XTP, UTP là ngu n năgn lư ng c n thi t cho các quá trình sinh t ng h p các ch t khác nahu t ng cơ th . Chu trình Crep t o ra nhi u coenzym kh . Các coenzym kh ngoài vai trò t o thành ATP còn dùng ñ kh các liên k t kép, các nhóm carbonyl, nhóm imin trong các ph n ng c n thi t cho t bào. Chu trình Crep còn là ngu n cacbon cho các quá trình t ng h p khác nhau. Ví d axetyl CoA có th dùng ñ t ng h p các axit béo, steroit, axetoaxetat ho c axetyl colin. CO 2 dùng ñ t ng h p e, t ng h p m i AMP và trong các ph n ng carboxyl hoá khác. M t s xetoaxit trong chu trình như α xetoglutaric và oxaloaxetic thư ng là nguyên li u ñ t ng h p các axit amin glutamic và aspartic. Cũng vì v y chu trình Crep là m t xích liên h p, là ñi m giao lưu cu nhi u ñư ng hư ng phân gi i và t ng h p các ch t khác nhau trong t bào, ñ ng th i cũng là ñư ng hư ng chính ñ phân gi i các h p ch t h u cơ. 1.2.2.3 S oxy hoá tr c ti p glucose. Chu trình pentose phosphat cơ th sinh v t còn có m t ki m phân gi i glucose thành CO 2 và H 2O nhưng không tr i qua quá trình ñư ng phân và chu trình Crep. Trong quá trình này, các ph n ng cũng t o thành m t chu trình mà các s n ph m trung gian ch y u là các pentose phosphat. Vì v y ngư i ta g i ñó là chu trình pentose phosphat. Ngoài ra, căn c vào ch t “c a ngõ” cu chu trình là glucose 6 phosphat, ngư i ta còn g i là chu trình hexose monophosphat. ðây là quá trình oxy hoá tr c ti p glucose vì s oxy hoá x y ra ngay giai ño n hexose ch không ph i qua triose như quá trình ñư ng phân. Chu trình này do Dickens Horecker nghiên c u và phát hi n. a) Các ph n ng: g m 2 giai ño n ph n ng Giai ño n oxy hoá glucose glucose 6 P Glucose 6 P là ch t ñ u tiên gia nh p vào chu trình. Nó b oxy hoá dư i tác d ng cu enzym glucose 6 P dehydrogenase (có coenzym là NADP +), bi n thành axit 6 P gluconic. Tuy nhiên, giai ño n này có t o thành m t s n ph m trung gian là 6 P glucono δ lacton, ch t này sau ñó b thu phân thành axit 6 P gluconic. Quá trình oxy hoá l n th 2 dư i tác d ng cu enzym 6 P gluconat dehydrogenase (có coenzym NADP +) t o thành axit 3 xeto 6 P gluconic, r i sau ñó ch t này b kh carboxyl t o thành D ribulose 5 P.
- Trong toàn b chu trình ch x y ra 2 lư t oxy hoá (ph n ng 1 và 3) như ñã nêu trên. K t qu là t 1 hexose phosphat qua 1 vòng cu chu trình t o ra 1 + pentose phosphat, 1 phân t CO 2 và 2 (NADP+H ) Giai ño n tái t o hexose phosphat ð s oxy hoá ñư c ti p t c, pentose phosphat v a t o thành c n tr i qua nh ng bi n ñ i ñ tái t o l i hexose phosphat, khép kín chu trình. Nh ng bi n ñ i này có th chia thành 2 bư c sau: Bư c 1: S ñ ng phân hoá cu ribulose 5 P Ribulose 5 P là m t xetopentose, nó có th chuy n thành d ng aldose là ribose 5 P nh tác d ng cu phosphoribo isomerase. M t khác, ribulose 5 P có th bi n ñ i thành d ng ñ ng phân epime ( v trí cacbon th 3) là xilulose 5 P nh tác d ng cu enzym phospho xetopento epimerase. Hai ph n ng này có v trí quan tr ng, nó ñư c coi là ñi m n i gi a giai ño n ñ u và giai ño n ti p theo cu chu trình. Bư c 2: S bi n ñ i tương h gi a các pentose P và các hexose P Có hai ki u ph n ng quan tr ng t ng giai ño n này. ðó là s chuy n aldol hoá và s chuy n xetol hoá. S chuy n aldol hoá là s chuy n m t nhóm 3 nguyên t cácbon (dihydroxy axeton) c a m t ketose phosphat (ví d: fructose 6 P ho c xetoheptulose 7 P) cho ch t nh n là m t aldose phosphat (ví d , glyxeraldehyt 3 P ho c erytrose 4 P). S chuy n hoá xetol hoá là s chuy n m t nhóm 2 nguyên t cacbon (xetol ho c glycolaldehyt) cu ch t cho là xetose phosphat cho ch t nh n là m t aldose phosphat. C 6 phân t glucose 6 P tham gia vào chu trình thì 5 phân t ñư c tái t o, 1 + phân t b oxy hoá hoàn toàn ñ n CO 2 và t o thành 12 coenzym kh (NADPH+H ). Quá trình oxy hoá glucose 6 P qua chu trình pentose phosphat ñư c trình bày hình v . b) T ng k t năng lư ng: phương trình t ng quát m t vòng chu trình như sau: + + 6 glucose P + 12 NADP → 5 glucose 6 P + 6 CO 2 + P v + 12 NADPH + 12 H Ho c vi t d ng ñơn gi n: + + 1 glucose 6 P + 12 NADP → 6 CO 2 + P v + 12 (NADPH + H ) C m i phân t glucose 6 P b oxy hoá hoàn toàn trong chu trình t o ra ñư c 12 phân t NADPH + H +. N u hydro ñư c chuy n qua h th ng v n chuy n ñi n t , cho phép t o thành 36 ATP. Do c n 1 ATP ñ phosphoryl hoá glucose ban ñ u thành glucose 6 P, nên còn thu ñư c 35 ATP. ðó là s năng lư ng tương ñương v i
- s oxy hoá hoàn toàn 1 phân t glucose qua s ñư ng phân và chu trình Crep (38 ATP). ð ng th i, cũng hơn h n m c năng lư ng do s phân gi i glucose trong ñi u ki n k khí (quá trình ñư ng phân ch t o ra 2 ATP). c) Ý nghiã cu chu trình pentose phosphat: Chu trình cung c p các pentose phosphat là nguyên li u c n thi t cho s sinh t ng h p nucleotit, có trong thành ph n c u t o cu các coenzym và axit nucleic. Cung c p NADPH c n thi t cho các ph n ng khác nhau, nh t là trong s t ng h p axit béo và steroit. Trong ñi u ki n các NADPH b oxy hoá qua chu i hô h p s t o thành m t lư ng ñáng k ATP. Chu trình cho phép các cơ th quang h p t ng h p ñư c xacarit và các ch t h u cơ khác t CO 2. Tóm l i, trong cơ th sinh v t, s phân gi i ñư ng có th ti n hành theo nhi u ki u khác nhau. Các ki u này b sung cho nhau có th x y ra song song cùng nhau ho c m t vài ki u chi m ưu th nh ng ñi u ki n nh t ñ nh. ði u ñó cũng nói lên s phong phú cu các quá trình thích nghi cu vi sinh v t ñ i v i môi trư ng s ng, vì quá trình phân gi i ñư ng cung c p năng lư ng ch y u cho m i ho t ñ ng sinh s ng cu cơ th . 1.3 CHUY N HOÁ C A LIPIT 1.3.1 Kh năng chuy n hoá cu lipit Trong ñi u ki n b o qu n cũng như trong cơ th , lipit có th b chuy n hoá ñ t o thành nh ng ph m v t khác nhau. Các quá trình chuy n hoá này r t ph c t p, dư i tác d ng cu m t lo t các nhân t và có enzym ho c không có enzym xúc tác. 1.3.1.1 S ôi hoá Khi b o qu n lâu, dư i tác d ng cu nhi u nhân t như ánh sáng, không khí, nhi t ñ , nư c và vi sinh v t , lipit b thay ñ i tr ng thái, màu s c và có mùi v khó ch u. Thư ng ngư i ta g i quá trình t ng h p này là s ôi hoá. Th c ch t cu s ôi hoá là quá trình oxy hoá. Tuy v y, n u d a vào cơ ch ph n ng thì có th phân ra ôi hoá do thu phân và ôi hoá do oxy hoá. a) Ôi hoá do ph n ng thu phân Ph n ng thu phân lipit cũng có th x y ra, khi có enzym cũng như không có enzym xúc tác. Trư ng h p th nh t x y ra trong pha “béo” và ch có nư c hoà tan trong lipit (d u, m ) m i tham gia ph n ng, nghĩa là ph n ng ti n hành trong môi
- trư ng ñ ng th . Khi trong lipit có m t nư c v i m t lư ng ñáng k , nhưng nhi t ñ thư ng, thì v n t c ph n ng cũng r t bé. Vì l nhi t ñ thư ng v n t c ph n ng thu phân r t ch m. Hơn n a kh năng không hoà tan cu pha nư c trong pha “béo” cũng ngăn c n s ti p xúc c n thi t gi a chúng. Trư ng h p thu phân do enzym xúc tác thư ng x y ra trên b m t ti p xúc gi a lipit và nư c. Enzym lipase xúc tác ph n ng thu phân có th có trong nguyên li u cũng như do vi sinh v t mang vào. Chúng ta ñ u bi t lipase là m t globulin. Nó xúc tác không nh ng ph n ng thu phân mà c ph n ng t ng h p n a. Do ñó cân b ng ph n ng ph thu c vào t ng ñi u ki n c th mà có th chuy n d ch v ph i cũng như v trái. Khi hàm m cao thì s thu phân ưu th hơn s t ng h p. Ngư c l i, trong h t khô thì s t ng h p l i ưu th hơn. Lipase có trong h t và trong các cơ quan dinh dư ng cu cây. Lipase có nhi u trong h t th u d u. Tác d ng t i ưu cu lipase cu h t là 35 38 oC. Ho t ñ cu nó gi m xu ng m t cách ñáng k khi ch bi n thu nhi t các h t cũng như khi ép nóng các h t có d u. Ph n ng thu phân lipit s tăng m nh khi h t b nghi n cơ h c ho c b t n thương do côn trùng. Lipase có ñ c hi u th p so v i c u trúc cu lipit nhưng l i có ñ c hi u quang h c cao ñ i v i nh ng cơ ch t có ho t quang. Nói chung ñ i v i nh ng cơ ch t không mang ñi n tích thì ñ dài cu m ch cacbon cu axit béo tham gia trong lipit có ý nghiã l n ñ i v i ho t ñ cu lipase. Trư ng h p ñơn gi n nh t cu s ôi hoá do ph n ng th y phân thư ng th y khi b o qu n bơ và margarin. Khi ñó s gi i phóng ra axit butyric là axit có mùi r t khó ch u. Trong ch bi n lương th c, ñ b o qu n ñư c h t, b t và t m, vai trò quy t ñ nh là nhi t ñ và th y phân. Ch ng h n b t khi nhi t ñ dư i 5 oC v n b o qu n ñư c t t ngay c khi có hàm m cao. Ngư i ta nh n th y r ng khi b o qu n b t có hàm m cao hơn 15% thì ph n ng thu phân ch y u là do emzym c a n m m c. Khi ñó ñ axit cũng tăng liên do tích t cac axit h u cơ hoà tan và b t s có mùi v khó ch u. Ngư i ta còn nh n th y ñ i v i b t khô, n m m c không phát tri n ñư c, ñ axit cũng tăng nhưng không có mùi v axit, vì ch y u là t o ra nh ng axit béo không hoà tan trong nư c. b) Ôi hoá do ph n ng oxy hoá kh Ôi hoá theo ki u này là ph bi n nh t trong b o qu n các lipit. Thư ng ngư i ta phân bi t hai lo i: ôi hoá hoá h c và ôi hoá sinh h c. Ôi hoá hoá h c là quá trình t oxy hoá. Khi ñó x y ra s t n công các g c axit béo t do cũng như k t h p b i oxy phân t . Áp su t c a oxy và lư ng n i ñôi trong phân t axit béo có nh hư ng ñ n ti n trình ph n ng. S n ph m ñ u tiên là hydro peroxit. T ñó t o nên aldehyt no và không no, xeton, axit mono và
- dicarboxylic, aldoaxit, xetoaxit, epoxyt v.v. Ngoài ra còn có th trùng h p hoá các s n ph m oxy hoá n a. ða s nh ng ch t này có vai trò quy t ñ nh trong vi c phát tri n mùi v . Ôi hoá sinh hoá h c l i bao g m s ôi hoá do enzym lipoxygenase và s ôi hoá xeton. Ki u ôi hoá th hai này thư ng ñ c trưng ñ i v i lipit có ch a axit béo no v i phân t lư ng trung bình và th p, khi có hàm m ñáng k . Khi ñó axit béo b β oxy hoá và decarboxyl hoá, k t qu s là tích t các alkylmetylxeton có mùi khó ch u. Khi lipit b ôi hoá, thư ng b m t ho t tính vitamin. Vì l khi ñó các axit béo không no cao phân t cũng như các vitamin ñ u b phá hu b i các ph m v t oxy tích t trong lipit. Các s n ph m oxy hoá c a lipit thư ng làm vô ho t enzym và ñ c bi t làm gi m ho t ñ c a suxinoxydase, xitocromoxydase và colinoxydase. S n ph m oxy hoá còn có kh năng ph n ng cao v i protein. H p ch t t o thành này b n v ng, không hoà tan trong nư c cũng như trong dung môi h u cơ và cũng không b phân ly b i enzym. Ngư i ta còn cho r ng s phát tri n c a b nh v a xơ ñ ng m ch là do s t o thành ph c gi a s n ph m oxy hoá c a lipit v i protein có trong thành ph n c a thành huy t qu n. Lipit b oxy hoá còn kìm hãm s phát tri n c a ñ ng v t. Cơ ch c a quá trình ôi hoá hoá h c Quá trình ôi hoá hoá h c là ph n ng chu i nên thư ng có 3 th i kỳ sau: Phát sinh: ð u tiên, ph n ng ñư c khơi mào b ng vi c m t vài phân t lipit (RH) b oxy hoá ñ t o thành g c t do: R• : g c c a axit béo no ho c không no t do ho c g c c a axit béo trong phân t glyxerit; • H : nguyên t H C α so v i n i ñôi, ho c nguyên t H c a nhóm metylen b t kỳ trong axit béo no. ð t o thành g c, nghĩa là ñ ñ t liên k t C H trong ph n ng trên ñòi h i năng lư ng là 70 100 kcal/mol. Tuy nhiên khi có oxy hoà tan thì tương tác gi a RH ban ñ u v i oxy s x y ra m t cách m nh m hơn. Vì l s t o thành g c theo ph n ng lư ng phân dư i ñây ñòi h i năng lư ng ch là 47 kcal/mol. • • RH + O2 → R + HO 2
- Trư ng h p khi n ng ñ RH cao thì có th x y ra ph n ng tam phân: • • RH + O 2 + HR 1 → R + H 2O2 + R 1 Ph n ng này ñòi h i năng lư ng còn bé hơn ph n ng lư ng phân. G c t do cũng có th phát sinh khi có ion kim lo i giao chuy n: M3+ + RH → M 2+ + R • + H • M2+ + ROOH → M 3+ + RO • + OH • Phát tri n • • G c t do R ho c RO ñư c t o thành do quá trình khơi mào s b t ñ u chu i chuy n oxy hoá: • • R + O 2 → RO 2 (1) • • RO 2 + RH → ROOH + R (2) Ph n ng (1) ñ c bi t nhanh, th c t không c n năng lư ng ho t hoá. Còn • năng lư ng ho t hoá c a ph n ng (2) là 4 12 kcal/mol. T ñây ta th y g c RO 2 là g c ch ñ o trong m ch oxy hoá và ph n ng có ý nghĩa quy t ñ nh v n t c phát • tri n c a quá trình t oxy hoá là ph n ng tương tác gi a g c RO 2 v i phân t lipit (ph n ng (2)). T hydroperoxit s phân m ch ñ cho nh ng g c t do theo ñư ng hư ng sau: • • ROOH → RO 2 + OH (3) • • Ho c 2 ROOH → RO 2 + H 2O + RO (4) • • Ho c ROOH + RH → RO + H 2O + R (5) Vi c ñ t liên k t O O ñ t o thành hai g c t do theo ph n ng (3) ñòi h i năng lư ng ho t hoá 30 35 kcal/mol. S liên h p các hydroperoxit thành dime theo ph n ng (4) s thu n l i khi n ng ñ hydroperoxit l n. Vi c t o nên dime (do liên k t hydro) s làm y u liên k t O H và O O, do ñó làm gi m b i năng lư ng phân gi i dime thành các g c. Hydroperoxit có th phân gi i theo ph n ng (5) ñòi h i năng lư ng ho t hoá bé hơn ph n ng ñơn phân (3). C n chú ý r ng g c peroxit có xu hư ng ph n ng v i s n ph m ñã b oxy hoá hơn là v i phân t chưa b oxy hoá do ch trong s n ph m ñã b oxy hoá thư ng ch a các liên k t C H có kh năng ph n ng hơn. G c peroxit cũng có th ñ t nguyên t H ñ c bi t v trí β do quá trình n i phân và cũng có th k p h p v i n i ñôi olefin. Vì v y vi c chuy n hoá các g c peroxit s ñưa t i t o nên không nh ng hydroperoxit mà c peroxit polyme, peroxit vòng, oxit, aldehyt và các s n ph m khác.
- Do quá trình phát tri n c a chu i ph n ng oxy hoá v i các ph n ng phân m ch (3), (4), (5) nên tích t g c alcoxyl RO •, peroxit ROO • và hydroxyl •OH. T g c alcoxy có th t o nên nh ng s n ph m th c p như rư u, xeton, aldehyt v.v.: RO • + R’H → ROH + R’O • rư u g c t do Tương tác c a hai g c alcoxyl: Tương tác c a g c alcoxyl v i g c alkyl: Ho c Ho c t hydroperoxit và g c alkyl cũng t o ra xeton: Aldehyt cũng có th ñư c t o thành t xeton b ng cách oxy hoá chúng ñ n α xetohydroperoxit r i ñ n aldehyt và axit: Ngoài ra, trong lipit b oxy hoá còn có th t o thành các s n ph m trùng h p cao phân t : Ho c K t thúc: Vi c ñ t m ch, nghĩa là m t các g c t do x y ra ch y u do k t qu tương tác c a các g c theo cơ ch lư ng phân: R• + R • → • • R + RO 2 → s n ph m phân t • • RO 2 + RO 2 → Năng lư ng ho t hoá c a cac ph n ng này r t không ñáng k (1 2 kcal/mol) do ñó v n t c ph n ng r t l n. Các y u t nh hư ng ñ n v n t c oxy hoá Các y u t kích thích nh hư ng c a axit béo t do: axit béo t do có tác d ng xúc tác quá trình oxy hoá, làm tăng nhanh s phân gi i hydroperoxit thành các g c.
- nh hư ng c a oxy: v n t c t oxy hoá ph thu c vào lư ng oxy trong môi trư ng. Vì s phát sinh chu i ph n ng ch y u ph thu c vào RH + O 2. nh hư ng c a nhi t ñ : nhi t ñ có nh hư ng l n ñ n v n t c ph n ng hoá h c. Tăng nhi t ñ , lư ng peroxit t o thành tăng. nhi t ñ 40 45 oC và cao hơn, s phân gi i hydroperoxit s tăng. nh hư ng c a tr ng thái lipit: b m t ti p xúc c a ch t béo v i không khí càng l n thì v n t c oxy hoá càng cao. V n t c t oxy hoá còn ph thu c vào chi u dày c a l p. Khi l p dày thì oxy xâm nh p khó. Gi m nhi t ñ ñ n lúc ch t béo chuy n sang tr ng thái r n thì v n t c oxy hoá cũng gi m. nh hư ng c a ion kim lo i chuy n ti p: các ion cũng như các h p ch t c a kim lo i chuy n ti p có tác d ng xúc tác s oxy hoá lipit. Th c nghi m cho th y r ng khi có m t s t trong d u v i lư ng 0,2 10 mg/kg s t s làm gi m ñ b n c a d u ñ i v i oxy hoá 20 50%. V i Cu ch c n 0,05 0,2 mg/kg s làm gi m ñ b n c a d u ñ i v i oxy hoá 20 50%. Ion kim lo i chuy n ti p có các electron ñ c thân và th c ch t là g c. Nhưng tính ch t “g c” chúng th hi n y u do ñó chúng có th t n t i trong dung d ch v i n ng ñ l n. Tuy nhiên chúng có th chuy n ho c l y electron t m t h t bão hoà hoá tr nào ñó ñ t o thành g c t do ho t ñ ng ho c g c ion. Mn+ + RO • → M (n+1)+ + RO n+ • (n+1)+ M + RO 2 → M + RO 2 (n+1) • n+ + M + RO 2 → M + R + O 2 nh hư ng c a năng lư ng m t tr i và tia ion: năng lư ng ánh sáng ñ c bi t là tia c c tím và tia ng n c a quang ph nhìn th y có tác d ng xúc tác quá trình oxy hóa lipit. Có l năng lư ng ánh sáng s quang phân hydroperoxit thành các g c t do. nh hư ng c a nư c: ngư i ta nh n th y r ng nư c có tác d ng làm tăng tính n ñ nh c a ch t béo s a ñ i v i s oxy hóa nhi t ñ 95 oC và không có nh hư ng gì ñ n m l n 50 oC. nh hư ng c a y u t kìm hãm • V n t c ph n ng RO 2 + RH có th ñư c làm gi m b ng cách hư ng các ph n ng c a g c peroxit theo chi u khác. ði u ñó ñ t ñư c b ng cách ñưa vào trong lipit ch t ch ng oxy hóa InH 2, • nghĩa là ch t có kh năng ph n ng d dàng v i g c RO 2 hơn: • InH 2 → ROOH + InH • RO 2 RH
- • • K t qu là thay g c peroxit RO 2 b ng g c c a ch t ch ng oxy hóa In là g c y u không th tương tác v i phân t lipit. Các g c In • s b vô ho t do s t h p: • • RO 2 + InH 2 → In In • + In • → In In • • RO 2 + In → ROOIn ði u ki n ñó th a mãn ñư c b ng cách ñưa vào nh ng ch t ch ng oxy hóa có b n ch t phenol ho c amin v.v. Phenol có năng lư ng liên k t c a nguyên t hydro trong nhóm hydroxyl r t bé (60 70 kcal). M t cách khác ñ gi m n ng ñ • RO 2 là làm gi m v n t c ph n ng phát sinh ra chúng. Kìm hãm s oxy hóa b ng cách làm ñ t m ch Cơ ch tác d ng c a nh ng ch t ch ng oxy hóa lo i này (như phenol, amin) có th như sau: • • RO 2 + InH 2 → ROOH + InH • • • InH + InH → In + InH 2 g c không ho t ñ ng • • ho c RO 2 + InH 2 → [RO 2InH 2] • • [RO 2InH 2] + RO 2 → s n ph m b n • • ho c RO 2 + InH 2 → ROOH + InH • • InH + RO 2 → s n ph m b n Kìm hãm s oxy hoá b ng cách làm gi m v n t c phát sinh m ch Ví d , các sulfua có kh năng phá hu hydroperoxit: ROOH + R 1SR 2 → ROH + R 1SOR 2 ROOH + R 1SOR 2 → ROH + RSO 2R2 Các sulfua ki u này như tiuam (tetration, tetrametyltiuramdisulfua) Vô ho t các h p ch t chưá kim lo i có ho t ñ ng xúc tác Các kim lo i chuy n ti p có th tương tác v i hydroperoxit ñ t o thành g c t do, ñ ng th i kim lo i chuy n sang hoá tr khác: Fe 2+ + ROOH → Fe 3+ + RO • + •OH 3+ 2+ • + Fe + ROOH → Fe + RO 2 + H Vì v y ph i ch n nh ng ch t ch ng oxy hoá có kh năng t o ph c v i ion kim lo i quá ñó mà “phong to ” ñư c s chuy n electron t m c N t i m c M, nghiã là lo i tr ñư c kh năng chuy n hóa tr . Nh ng ch t ch ng oxy hoá lo i này như axit xitric, axit malic, axit fitinic
- Axit carboxymetylmercaptosucxinic có “tính năng” khá m nh thư ng ñư c dùng ñ b o qu n d u ñ u, d u bông. Trong b o qu n lipit, ngư i ta có th dùng c ng tính cu hai ch t ñ làm tăng hi u qu cu ch t ch ng oxy hoá. Ch t làm tăng tính ch t ch ng oxy hoá cu ch t kia g i là ch t hi p tr . Ch t hi p tr này có ho c không có tính ch t ch ng oxy hoá. B n ch t cu chúng có th là vô cơ hay h u cơ. Axit phosphoric, axit ascorbic, axit xitric và mu i cu chúng, polyphosphat, axit amin, xephalin là nh ng ch t thu c lo i ñó. Cơ ch hi p tr cu chúng là ch chúng là nh ng ch t cho hydro ñ kh các d ng ch t kìm hãm ñã b oxy hoá. Ch ng h n kìm hãm s oxy hoá ch t béo b ng h n h p axit ascorbic và quinon. Axit ascorbic chuy n hydro ñ n quinon ñ cho ch t này có tác d ng ñư c v i g c peroxit. Quá trình chuy n hydro cũng ñư c coi là s hi p tr cu axit ascorbic v i tocoferol. Tác d ng hi p tr cu α alanin ñ n hydroquinon trong ch ng oxy hoá cho d u hư ng dương là ch khi b deamin hoá ñ n axit pyruvic thì ñ ng th i cũng kh ñư c hydroquinon ñã b oxy hoá. Các ch t như tocoferol, xemazol, phosphatit, gossipol, quercetin là nh ng ch t ch ng oxy hoá t nhiên, vì thư ng chưá trong trong các ngu n lipit t nhiên. Trong quá trình khai thác và tinh luy n, nh ng ch t này có th b m t ñi, do ñó nh ng ngu n lipit này d b ôi hoá. M t s ch t ch ng oxy hoá cũng ñư c tân t o khi gia công các h t có d u như melanoidin, gossiphosphatit, melanophosphatit Hi n nay ngư i ta còn s d ng nhi u ch t ch ng oxy hoá t ng h p như butyloxyanizol, butyloxytoluen, dodexigalat v.v. trong b o qu n d u m . c) Cơ ch cu quá trình ôi hoá sinh h c Ôi hoá do enzym lipoxydase Trong quá trình khai thác cũng như b o qu n, lipit và ñ c bi t là d u m , có th b oxy hoá dư i tác d ng xúc tác cu enzym lipoxydase ñ t o thành nh ng s n ph m khác nhau. Lipoxydase hay lipoxygenase là enzym oxyhoas kh , thư ng có tên h th ng là linoleat:O 2 oxydoreductase (1.13.1.13). Enzym lipoxygenase xúc tác s oxy hoá các axit béo không no chưá 2 3 n i kép (ho c nhi u hơn) như axit linoleic, linolenic, axit arachidic. ði m ñ c bi t là lipoxygenase ch oxy hoá d ng cis cis còn d ng cis trans ho c trans trans thì hoàn toàn không có tác d ng. C 3 axit này ñ u b oxy hoá v i v n t c như nhau. ði m khác là các hydro peroxit ñư c t o thành ñây có hình th cis trans và có ho t ñ ng quang h c. Cơ ch tác d ng cu lipoxygenase như sau:
- T hydroperoxit s chuy n hoá m t cách bình thư ng ñ t o ra epoxit, aldehyt, xeton và nh ng ph m v t oxy hoá khác. Nhi u h p ch t h u cơ là nh ng ch t kìm hãm cu lipoxygenase. Propylgalat, dephenylamin và oxyquinolin là nh ng ch t kìm hãm lipoxygenase. Tác d ng kìm hãm cu nh ng ch t này là ch làm gi m v n t c oxy hoá linoleat và h p th oxy. Lipoxygenase có nhi u trong h t ñ u tương và trong h t hoà th o. pH t i ưu cu lipoxygenase cu ñ u tương là 9,0 và cu các cây khác là 7,0. Lipoxygenase cu ñ ng v t có pH t i ưu t 4 7. Ôi hoá xeton Ôi hoá xeton thư ng ñ c trưng ñ i v i lipit chưá axit béo no, phân t lư ng trung bình, th p. Ch ng h n, trong b o qu n bơ và margarin khi b nhi m n m m c (Aspergillus, Penicillium ) thư ng x y ra ki u ôi hoá này. Dư i tác d ng cu các enzym cu vi sinh v t, axit béo b β oxy hoá và decarboxyl hoá mà k t qu là t o ra các alkylmetylxeton có mùi khó ch u. Sơ ñ ph n ng như sau: d) S oxy hoá các axit béo trong cơ th sinh v t Trong mô ñ ng v t cũng như th c v t, cac axit béo còn b chuy n hoá oxy hoá theo m t ñư ng hư ng riêng, th c hi n theo t ng n c, m i n c axit béo l i b c t ng n ñi m t m nh hai cacbon ra kh i phân t . Các axit béo chưa no, trư c tiên ph i ñư c kh thành axit béo no, sau ñó m i b oxy hoá theo con ñư ng ñó. Quá trình oxy hoá axit béo theo ñư ng hư ng này cũng có tên là β oxy hoá. Lư c ñ các ph n ng cu quá trình β oxy hoá axit béo bao g m 5 ph n ng: Ph n ng 1: là ph n ng ho t hoá axit béo nh axyl coenzym A CoA SH, ATP và s xúc tác cu enzym axyl CoA syntetase: Pyrophosphat vưà t o thành s b phân gi i thành axit phosphoric (khi có enzym pyrophosphatase xúc tác) do ñó cân bàn g p h n gs chuy n d ch v phiá ph i. Ph n ng 2: là ph n ng oxy hoá axyl CoA nh enzym axyl CoA dehydrogenase. Enzym này là m t flavoprotein có nhóm ngo i là FAD:
- Các enzym này khác nhau v tính ch t lý h c và v tính ch t ñ c hi u theo ñ dài cu m ch carbon cu cơ ch t. Ph n ng 3 do enzym enoyl CoA hydratase xúc tác: Ph n ng 4 do enzym β oxyaxylCoA dehydrogenase chưá nhóm ngo i là NAD xúc tác: Ph n ng 5 bao g m vi c chuy n nhóm axyl cu phân t β xetoaxylCoA lên m t phân t coenzym A m i. Enzym xúc tác ph n ng này là β xetoaxylCoA thiolase Như v y c qua 5 ph n ng thì phân t axit béo l i ng n ñi hai nguyên t cacbon ñ t o thành axetyl CoA. Quá trình c th ñư c l p ñi l p l i nhi u l n cho ñ n khi toàn b s n ph m cu i cùng là axetyl CoA. T Axetyl CoA s ñi vào chu trình Krebs (ho c chu trình glyoxylic) ñ cung c p năng lư ng cho cơ th sinh v t. Khi oxy hoá m t phân t lipit ñơn gi n (ví d tristearin) thì s cung c p cho cơ th 458 mol ATP. Như v y cùng v i carbohydrat, lipit là ngu n năng lư ng d tr to l n cu cơ th .
- CHƯƠNG 2: CÁC CH T MÀU 2.1 Ý NGHĨA C A CÁC CH T MÀU TRONG S N XU T TH C PH M Ch t lư ng cu các s n ph m th c ph m không nh ng bao hàm giá tr dinh dư ng mà còn bao hàm c giá tr c m quan cu chúng nưã. Màu s c là m t ch s quan tr ng cu giá tr c m quan. Màu s c cu các s n ph m th c ph m không ch có giá tr v m t hình th c mà còn có tác d ng sinh lý r t rõ r t. Màu s c thích h p s giúp cho cơ th ñ ng hoá th c ph m d dàng. Vì v y trong k thu t s n xu t th c ph m ngư i ta không ch b o v màu s c t nhiên mà còn cho thêm ch t màu m i, t o ra nh ng màu s c thích h p v i tính ch t và tr ng thái cu s n ph m. Có th th c hi n ñư c ñi u ñó b ng nh ng cách sau: Xây d ng m t quy trình gia công nguyên li u, bán thành ph n ñ b o toàn ñư c t i ña các ch t màu có s n trong nguyên li u; Tách ra, cô ñ c và b o qu n các ch t màu t chính nguyên li u th c v t ñó ho c t các nguyên li u khác giàu màu s c y. Sau ñó t các ch t màu t nhiên ñã cô ñ c này có th dùng ñ nhu m màu cho chính nguyên li u mà t ñó ta ñã thu ñư c ch t màu ho c cho nh ng d ng nguyên li u hoàn toàn khác. T ng h p nhân t o các ch t màu gi ng như các màu t nhiên cu s n ph m th c ph m r i dùng chúng ñ nhu m màu cho các s n ph m khác mà d ng t nhiên không ñ m nh ho c b m t màu ban ñ u do quá trình ch bi n. Dùng các bi n pháp k thu t thích h p ñ ñi u ch nh các ph n ng theo chi u t o ra nh ng ch t màu m i t nh ng h p ph n có trong nguyên li u. D a vào quá trình hình thành có th chia ch t màu thành hai lo i: các ch t màu t nhiên các ch t màu hình thành trong quá trình gia công k thu t. 2.2 Các ch t màu t nhiên Các ch t màu t nhiên thư ng g p ch y u trong các nguyên li u th c v t, có th chia làm ba nhóm chính: Clorofil, di p l c hay ch t màu xanh lá cây; Các carotenoit có trong l c l p, trong qu và rau màu da cam, màu vàng và ñôi khi màu ñ Các ch t màu flavonoit có trong các không bào, có màu ñ , xanh và vàng, 2.2.1 Clorofil Màu xanh lá cây cu th c v t là do có m t clorofil. Ch t màu này ñóng r t quan tr ng trong quá trình quang h p. Nó không nh ng cho màu xanh mà còn che m các ch t màu khác. Clorofil có trong l c l p ho c h t di p l c, phân tán nguyên sinh ch t. Nó chi m kho ng 1% ch t khô.
- Clorofil có hai d ng: clorofil a và clorofil b. Clorofil b có màu nh t hơn. T l n gi a clorofil a và clorofil b trong th c v t kho ng 3:1. H2C CH X CH CH H3C 2 2 NN + Mg N N H3C CH3 CH2 O COOCH3 CH2 COOC20H39 Hình 7.1 C u t o c a clorofil a và b: a – X là CH 3; b – X là CHO Tính ch t a) Dư i tác d ng c a nhi t ñ và axit cu d ch bào màu xanh b m t ñi, m t m t là do protein ñông t làm v t bào b phá hu , m t khác là do liên k t giưã clorofil và protein b ñ t làm cho clorofil d dàng tham gia ph n ng 7.1 ñ takp ra feofytin có màu xanh oliu: Clorofil + 2 HX → Feofytin + MgX 2 (7.1) b) Khi cho tác d ng v i ki m nh như cacbonat ki m, ki m th thì chúng s trung hoà axit và mu i axit cu d ch t bào và t o nên môi trư ng ki m làm cho clorofil b xà phòng hoá ñ cho rư u phytol, metanol và axit clorofilinic. Clorofil a + ki m → (C 32 H30 ON 4Mg)(COONa) 2 + CH 3OH + rư u phytol Clorofil b + ki m → (C 32 H28 O2N4Mg)(COONa) 2 + CH 3OH + rư u phytol Các axit (C 32 H30 ON 4Mg)(COONa) 2 và (C 32 H28 O2N4Mg)(COONa) 2 thu ñư c do xà phóng hoá clorofil a và b ñuwojc g i là clorofilin ho c clorofilit. Các axit cũng như mu i cu chúng ñ u cho s n ph m màu xanh ñ m. Trong m t s cây còn có enzym chlorophyllase cũng có th thu phân ñư c các liên k t este này ñ gi i phóng ra phytol và metanol. Enzym này thư ng ñư c ñ nh v trong các s c l p, khá b n v i nhi t và ch ñư c ho t hoá trong th i gian chín. c) Clorofil cũng có th b oxy hoá do oxy và ánh sáng (quang oxy hoá), do ti p xúc v i các lipit b oxy hoá ho c do tác d ng c a enzym lipoxydase. Các quá trình oxy hoá này có th x y ra trong các rau (nh t là rau s y) b o qu n ñ m
- tương ñ i dư i 30%; còn khi ñ m tương ñ i cu không khí cao hơn thì clorofil l i b bi n ñ i thành feofytin (ph n ng 7.1). M t s hư p chát bay hơi có th làm tăng (etylen) hay làm ch m (khí CO 2) s bi n hoá cu clorofil. d) Dư i tác d ng cu Fe, Sn, Al, Cu thì Mg trong clorofil s b thay th và s cho các màu khác nhau sau: V i Fe s cho màu nâu; V i Sn và Al cho màu xám; V i Cu s cho màu xanh sáng. Trong s n xu t th c ph m, ñ c bi t là trong s n xu t ñ h p rau, ngư i ta thư ng dùng các bi n pháp sau ñây ñ b o v ñư c màu xanh di p l c: Gia nhi t nhanh trong m t lư ng nư c sôi l n (3 4 l/kg) ñ gi m hàm lư ng axit. Axit lúc này s b bay ñi cùng v i hơi nư c; Gia nhi t rau xanh trong nư c c ng, cacbonat ki m th s trung hoà m t ph n axit cu d ch bào. Trong th c t , ñ b o v màu xanh cu ñ u ñóng h p, ngư i ta cho vào h p m t ít dinatri glutamat ho c ñ nhu m màu xanh cho ñ u vàng, ngư i ta dùng clorofylin (clorofil + ki m). Clorofil d b h p th trên b m t cu h t ñ u và gi ñư c b n màu trên b m t ñó làm cho màu h t r t ñ p. 2.2.2 Carotenoit Carotenoit là nhóm ch t màu hoà tan trong ch t béo làm cho rau và qu có màu da cam, màu vàng và màu ñ . Nhóm này g m t 65 70 ch t màu t nhiên, tiêu bi u là caroten, licopen, xantofil, capxantin và xitroxantin. Carotenoit có trong ña s cây (tr m t s n m) và h u như có trong t t c cơ th ñ ng v t. Hàm lư ng carotenoit trong lá xanh chi m kho ng 0,07 0,2% ch t khô, t ng trư ng h p h n h u ngư i ta th y n ng ñ carotenoit r t cao, ví d trong bao ph n cu nhi u lo i hoa loa kèn có nhi u xantofil và anteracxantin. T t c carotenoit ñ không hoà tan trong nư c, r t nh y ñ i v i axit và chát oxy hoá, nhưng l i b n v ng vơí ki m. M t trong nh ng ñ c ñi m cu carotenoit là có nhi u n i ñôi luân h p t o nên nh ng nhóm mang màu cu chúng. Màu cu chúng ph thu c vào nh ng nhóm này. T t c carotenoit t nhiên có th xem như d n xu t cu licopen. 2.2.2.1 Licopen Licopen có trong qu cà chua và m t s qu khác. Màu ñ cu cà chua chín ch y u do có m t licopen m c dù trong cà chua còng m t lo t các cait khac nưã như: fitoflutin, α caroten, β caroten, γ caroten, licopen. Trong quá trình chín, hàm
- lư ng licopen trong cà chua tăng lên 10 l n. Tuy nhiên, ch t màu này không có ho t tính vitamin. Licopen có c u t o như sau: H3C CH CH H3C CH3 3 3 H C CH CH3 CH3 3 3 CH3 licopen B ng cách t o thành vòng m t ñ u ho c c hai ñàu cu phân t licopen thì s ñư c các ñ ng phân α. β, γ caroten. Màu da cam cu cà r t, mơ ch y u là do caroten. Caroten có c u t o như sau: H3C CH CH H3C CH3 3 3 H C CH CH3 CH3 3 3 CH3 β caroten H3C CH CH H3C CH3 3 3 CH CH H3C CH3 3 3 α caroten H3C CH CH H3C 3 3 CH3 H C CH CH3 CH3 3 3 CH3 γ caroten T t c nh ng carotenoit t nhiên khác ñ u là d n xu t cu licopen và caroten. Chúng ñư c t o thành b ng cách ñưa nhóm hydroxyl, carbonyl ho t metoxy vào m ch, nh ph n ng hydro hoá ho c oxy hoá. 2.2.2.2 Xantofil Xantofil có công th c C 40 H56 O2 và có ñư c b ng cách g n thêm hai nhóm hydroxyl vào phân t α caroten, do ñó có tên 3, 3’ dihydroxy α caroten và 3, 3’ dihydroxy β caroten v i t l 2:1. Xantofil cùng v i caroten có chưá trong rau xanh và cùng v i caroten và licopen cu cà chua.
- O H3C OH CH CH H3C 3 3 CH3 H C CH CH3 CH3 3 3 HO CH3 O Xantofil 2.2.2.3 Capxantin Capxantin có công th c C 40 H58 O3 là ch t màu vàng có trong t ñ . Capxantin chi m 7/8 t t c ch t màu cu t. Capxantin là d n xu t cu caroten, nhưng có màu m nh hơn các carotenoit khác 10 l n. Trong t ñ có các carotenoit nhi u hơn trong t xanh 35 l n. 2.2.2.4 Criptoxantin Criptoxantin có công th c nguyên C 40 H58 O3 (3 ho c 4 hydroxy β caroten). Màu da cam cu quít, cam ch y u là do criptoxantin. 2.2.2.5 Birxin Birxin là ch t màu ñ có trong qu cây nhi t ñ i tên là Bixa orellana , birxin ñư c dùng ñ nhu m màu d u, margarin và các s n ph m th c ph m khác. Birxin là s n ph m oxy hoá cu các carotenoit có trong 40 nguyên t cacbon. 2.2.2.6 Xitroxantin Xitroxantin có công th c C 40 H50 O. Xitroxantin có trong v qu chanh. Xitroxantin có ñư c khi k t h p vào phân t β caroten m t nguyên t oxy ñ t o thành c u trúc furanoit. 2.2.2.7 Astarxantin Astarxantin cũng là d n xu t cu caroten và có tên g i là 3, 3’ dihydroxy 4,4’ dixeto β caroten. Trong tr ng cu loài giáp xác có ch t màu xanh ve g i là ovoverdin có th coi như là mu i d ng endil cu astarxantin và nhóm amin cu protein (k t h p cu astarxatin và protein). Trong mai và giáp cu cua, tôm astarxantin cũng tham gia vào thành ph n cu lipoprotein g i là xianin. Trong quá trình gia nhi t do protein b bi n tính và astarxantin b tách ra dư i d ng ch t màu ñ .
- 2.2.3 Các ch t màu nhóm flavonoit Các ch tmàu này hoà tan trong nư c và chưá trong các không bào. Trong rau, qu và hoa, s lư ng cũng như t l cac flavonoit khác nhau, do ñó làm cho chúng có nhi u màu s c khác nhau: t màu ñ ñ n màu tím. flavonoit là nh ng d n xu t cu croman và cromon. Croman và cromon là nh ng phenylpropan vì có chưá b khung cacbon C 6 C3. Khi croman ho c cromon ngưng t v i m t vòng phenol nưã thì ñư c d n xu t có tên là flavan. O O O croman cromon flavan D a vào m c ñ oxy hoá (ho c kh ) c a d vòng, có th chia flavonoit ra các nhóm có d ng c u trúc ch y u như sau: + O O O OH OH OH OH catesin (flavanol 3) leucoantoxianidol antoxianidol (flavandiol 3,4) O O O OH O O O flavanon flavanon flavanodol O O OH O O O flavonol izoflavon chalcon
- O CH2 O auron 2.2.3.1Antoxian Antoxian hay là antoxianozit là mono diglucozit do g c ñư ng glucose, galactose ho c rhamnose k t h p v i g c aglucon có màu g i là antoxianidin. Do ñó, khi thu phân antoxian thì ñư c ñư ng và antoxianidin (antoxianidol). Antoxian hoà tan trong nư c, còn antoxianidol thì không hoà tan trong nư c. Các antoxianidol và các antoxian là nh ng ch t t o nên màu s c cho hoa và qu . Các antoxianidol có màu ñ , xanh, tím ho c nh ng gam màu trung gian. T t c antoxianidol ñ u có chưá trong vòng pyran oxy hoá tr t do. Tuy nhiên ngư i ta chưa bi n ñư c ch c ch n nguyên t nào: oxy hay cacbon mang ñi n tích dương t do. Do ñó antoxianidol thư ng ñư c bi u di n dư i d ng công th c trung tính: - Cl + O O OH OH Công th c thư ng Công th c trung tính Nh ñi n tích dương t do này mà cac antoxianidol trong dung d ch axit tác d ng như nh ng cation và t o mu i ñư c v i các axit. Còn trong dung d ch ki m thì antoxianidol l i tác d ng như anion và t o mu i v i bazơ. Thư ng g p ba antoxianidol chính là: pelargonidol, xianidol và delfinidol. Còn apigenidol thì ít g p hơn. + + HO O HO O OH OH OH OH OH pelargonidol apigenidol
- OH OH + + HO O HO O OH OH OH OH OH OH OH xianidol delfinidol OCH 3 OCH3 + + HO O HO O OH OH OH OH OCH3 OH OH xianidol xirinhidol (malvidol) Tính ch t cu antoxian Nói chung các antoxian hoà tan t t trong nư c và trong d ch bão hoà. Khi k p h p v i ñư ng làm cho phân t antoxian càng hoà tan hơn. Màu s c cu các antoxian luôn luôn thay ñ i ph thu c vào nhi t ñ , các ch t màu có m t và nhi u y u t khác, Khi tăng s lư ng nhóm OH trong vòng benzen thì màu càng xanh ñ m (trong vòng benzen có th có 1 2 ho c 3 nhóm OH) M c ñ metyl hoá các nhóm OH trong vòng benzen càng cao thì màu càng ñ . N u nhóm OH v trí th 3 k t h p v i các g c ñư ng thì màu s c cũng s thay ñ i theo s lư ng các g c ñư ng ñư c ñính vào nhi u hay ít. Các antoxian cũng có th t o ph c v i các ion kim lo i ñ cho các màu khác nhau: ch ng h n mu i kali s cho v i antoxian màu ñ máu, còn mu i canxi và magie s cho v i antoxian ph c có màu xanh ve. Ho c ngư i ta cũng th y phúc b n t ñen s chuy n sang màu xanh, còn anh ñào thì chuy n sang màu tím khi có m t thi c, anh ñào cũng s có màu tím khi có m t nhôm, nhưng nhôm l i không nh hư ng ñ n màu cu nho ñ . Các antoxian cu nho ch thay ñ i ñáng k khi có Fe, Sn ho c Cu. ði m ñáng chú ý là màu s c cu các antoxian ph thu c r t m nh vào pH môi trư ng. Thông thư ng, khi pH>7, các antoxian cho màu xanh và khi pH<7, các antoxain có màu ñ . Ch ng h n, rubrobraxinin clorua là antoxian cu b p c i ñ , là m t triglucozit cu xianidin.
- Khi pH=2,4 4,0 thì có màu ñ th m; pH=4 6 thì có màu tím; pH=6 thì có màu xanh lam; pH là ki m thì có màu xanh lá cây. Ho c như xianin có trong hoa h ng, màu s c s thay ñ i khi pH cu d ch bào thay ñ i. Màu s c cu antoxian còn có th thay ñ i do h p th trên polysacarit. Khi ñun nóng lâu dài các antoxian có th phá hu và m t màu, ñ c bi t là các antoxian cu dâu tây, anh ñào, c c i. Ngư c l i, các antoxian cu phúc b n t ñen cũng trong ñi u ki n ñó l i không b thay ñ i. Nhìn chung khi gia nhi t, cac ch t màu ñ d dàng b phá hu , còn ch t màu vàng thì khó hơn. Các màu s c khác nhau cu hoa có ñư c là do t hơp các antoxianidin và cac este metylic cu chúng v i axit và bazơ. Tóm l i, trong môi trư ng axit, các antoxian là nh ng bazơ m nh (oxonium) và có th t o mu i b n v ng v i axit. Antoxian cũng có kh năng cho mu i v i bazơ. Như v y chúng có tính ch t lư ng tính. Mu i v i axit thì có màu ñ , còn mu i v i ki m có màu xanh. Trong s n xu t ñ h p, ñ b o v màu s c t nhien, ngư i ta có th cho thêm ch t ch ng oxy hoá, ví d , thêm rutin ñ b o v màu cu anh ñào và m n, thêm tanin, axit ascorbic ñ b o v màu cu dâu và anh ñào. M t bi n pháp khác có th b o v ñư c màu t nhiên cu các ñ h p rau qu là thêm enzym glucooxidase, chăng h n như thêm gluco oxidase ñ gi màu t nhiên cu nư c qu ñ c Các d n xu t cromon ñáng chú ý hơn c là flavanon và flavonol 2.2.3.2 Flavanon So v i các flavonoit khác thì các flavanon ít g p hơn. Hesperidin và naringin là hai flavanon có trong v cam quít bên c nh các catesin có ho t tính vitamin P. Aglucon cu các glucozit này là hesperetol và naringenol: OH + + HO O HO O OCH3 OH OH O OH O hesperetol naringenol Naringin là diholozit (v i glucose và rhamnose) thư ng gây ra v ñ ng cu bư i nh t là bư i trư c khi chín.
- CH2OH H O H H O OH H O OH HO HO OH O OH O CH3 naringin OH OH Naringin là m t flavonoit không màu, ít tan trong nư c, d dàng k t tu dư i d ng các tinh th nh do ñó gây khó khăn cho s n xu t nư c qu cũng như puree cam quít. Khi qu chín, enzym nariginase phân c t liên k t glucose rhamnose do ñó m t v ñ ng. 2.2.3.3 Flavonol Flavonol là glucozit làm cho rau qu và hoa có màu vàng và da cam. Khi flavonol b thu phân thì gi i phóng ra aglucon màu vàng. Các glucozit nhóm flavonol rât nhi u, nhưng thuwofng g p hơn c là nhưũng aglucon d n xu t sau ñây: R Kempherol R=R’=H O HO OH Querxetol R=OH, R’=H Mirixetin R=R’=OH OH R' OH O Astragalin là 3 glucozit cu kempherol, có trong hoa t vân anh, hoa d ng a, trong lá chè và trong hoa h ng. Querxetol có trong v s i, lá chè, táo, nho, thu c lá, hoá huplông (hoa bia). Rutin là 3 rhamnoglucozit cu querxetol r t thư ng g p trong cây. Rutin ñư c ng d ng r ng rãi trong y h c làm thu c b mao m ch. Các flavonol ñ u hoà tan trong nư c. Cư ng ñ màu cu chúng ph thu c vào v trí nhóm OH: màu xanh nh t khi OH v trí orto. Flavonol tương tác v i s t cho ta ph c màu xanh lá cây, sau chuy n sang màu nâu. Ph n ng này thư ng x y ra khi gia nhi t rau qu trong thi t b b ng s t ho c b ng s t tráng men b d p. V i chì axetat, flavonol cho ph c màu vàng xám. Trong môi trư ng ki m, flavonol r t d b oxy hoá và sau ñó ngưng t ñ t o thành s n ph m màu ñ .
- 2.3 Các ch t màu hình thành trong quá trình gia công k thu t Trong các nguyên li u ñưa vào ch bi n th c ph m, thư ng ch a m t t h p cac chât khác nhau. Trong quá trình gia công cơ nhi t, chúng s ñư c tương tác v i nhau ñ t o thành nh ng ch t màu m i có nh hư ng t t ho c x u ñ n thành ph m. Các ph n ng t o màu trong th c ph m thư ng ph c t p và ña d ng. Ch ng h n như màu s c cu nư c chè là do ph n ng oxy hoá các polyphenol b ng enzym, màu s c xu t hi n khi s y malt, khi nư ng bánh mì ho c trong các s n ph m ch bi n h t khác l i h u như ch y u do ph n ng ozamin. N u như trong các s n ph m bánh k o, màu ñư c t o nên ch y u là do ph n ng caramen hoá các ñư ng thì trong ch bi n rau qu màu ñư c hình thành nên còn do m t lo t các ph n ng khác n a. Chung quy l i, các ph n ng t o màu là nh ng ph n ng oxy hoá và nh ng ph n ng có enzym xúc tác không có enzym xúc tác. ðó là ph n ng trùng h p hoá các ph m v t oxy hoá cu polyphenol và ph n ng giưã bisflavonoit v i axit amin. Chúng g m có: ph n ng gi a ñư ng và axit amin; ph n ng dehydrat hoá các ñư ng hay là ph n ng caramen hoá; ph n ng phân hu axit ascorbic, axit limonic, axit maleic, axit tartric và m t s axit h u cơ khác; ph n ng oxy hóa các h p ch t cu s t và t o thành ph c có màu; ph n ng t o nên các sulfua kim lo i có màu. 2.3.1 T o màu m i do ph n ng caramen Ph n ng caramen hoá có nh hư ng l n ñ n màu s c cu các s n ph m giàu ñư ng như bánh, k o, m t Ph n ng x y ra m nh m nhi t ñ nóng ch y cu ñư ng. Ch ng h n, v i glucose 146 150 oC, fructose 95 100 oC, saccharose 160 180 oC, lactose 223 252 oC. Tuy nhiên, ph thu c vào n ng ñ ñư ng, thành ph n pH cu môi trư ng, th i gian ñun nóng, ngư i ta v n tìm th y các s n ph m cu s caramen nhi t ñ th p hơn ñi m nóng ch y cu ñư ng. Ví d , saccharose có th b t ñ u bi n ñ i này khi nhi t ñ 135 oC. Giai ño n ñ u cu ph n ng t o nên các anhydrit cu glucose, fructose, saccharose như glucozan, fructozan, sacarozan là nh ng h p ch t không màu. Sau ñó, bên c nh s dehydrat hoá còn x y ra s trùng h p hoá các ñư ng ñã ñư ng dehydrat hoá ñ t o thành các ph m v t có màu nâu vàng. Ch ng h n, v i saccharose, sơ ñ ph n ng caramen như sau: C12 H22 O11 → C 6H10 O5 + C 6H10 O5 + H 2O ð n 185 190 oC s t o thành izosacarozan:
- glucozan + levulozan → izosacarozan C6H10 O5 + C 6H10 O5 → C 12 H20 O10 Khi nhi t ñ cao hơn s m t ñi 10% nư c và t o thành caramelan (C 12 H18 O9 ho c C 24 H36 O18 ) có màu vàng: 2C12 H22 O10 → (C 12 H18 O9) ho c C 24 H36 O18 + 2H2O izosacarozan caramelan Khi m t ñi 14% nư c s t o thành caramelen: C12 H22 O10 + C 24 H36 O18 → C 36 H48 O24 .H 2O + 3 H 2O Và khi m t ñi 25% nư c s t o thành caramelin có màu nâu ñen. C n chú ý r ng t t c các s n ph m caramen hoá ñ u có v ñ ng. 2.3.2 S t o màu m i do ph n ng melanoidin Ph n ng ozamin, cacbonylamin, aminoza hay ph n ng melanoidin là ph n ng có vai trò ñ c bi t qu n tr ng trong k thu t s n xu t th c ph m. Các h p ph n tham gia ph n ng là protein (ho c các s n ph m phân gi i cu chúng) và carbohydrat. ði u ki n ñ ph n ng x y ra ñư c là ch t tham gia ph n ng ph i có nhóm carbonyl. Khác v i ph n ng caramen hoá, ph n ng ozamin ñòi h i năng lư ng ho t hoá bé hơn, nhưng ñ ti n hành ph n ng b t bu c trong môi trư ng ph n ng ph i có nhóm amin ho c amoniac. D a vào m c ñ v màu s c cu các s n ph m có th chia thành ba giai ño n k ti p nhau. S n ph m cu giai ño n ñ u không màu và không h p th ánh sáng c c tím. Giai ño n này bao g m hai ph n ng: ph n ng ngưng t carbonylamin và ph n ng chuy n v Amadori. S n ph m cu giai ño n th hai không màu ho c có màu vàng, nhưng h p th m nh ánh sáng c c tím. Giai ño n này bao g m ph n ng kh nư c cu ñư ng, phân hu ñư ng và các h p ch t amin. S n ph m cu giai ño n cu i có màu ñ m. Giai ño n này g m có ph n ng ngưng t aldol, trùng h p hoá aldehytamin và t o thành hưop ch t d vòng chưá nitơ. Th c t trong h n h p ph n ng có chưá ñ ng th i t t c các s n ph m, nhưng t lư ng cu s n ph m này hay s n ph m khác chi m ưu th là ph thu c m c ñ ti n hành cu ph n ng. 2.3.2.1Các giai ño n cu ph n ng t o melanoidin a) Giai ño n ñ u cu ph n ng t o melanoidin Ph n ng ngưng t cacbonylamin Giai ño n ñ u tiên c a s t o thành melanoidin là s ngưng t ñư ng v i axit amin. Trong ñi u ki n nhi t ñ sinh lý thì t o thành bazơ Schiff (h p ch t h u cơ có nhóm HC=N ) ho c glycoside:
- N R N R O C C H OH H OH H OH HHO H 2O HHO HHO O + H2N R H OH H OH H OH +H 2O H OH H OH H CH2OH CH2OH CH2OH Glucose bazo schiff N glucoside Trong ñi u ki n s n xu t khi nhi t ñ cao, ph n ng ñư c b t ñ u không ph i t N glycoside mà t sacaroamin (ñư ng amin) theo sơ ñ : O O C C H H COOH H H COOH HC OH + H NC R" H C NC R" R' H R' H ñư ng h p ch t amin ph c ñư ng amin Ph c ñư ng amin ñư c t o thành không màu và không có tính ch t nào cu melanoidin c . Ph n ng này có th ti n hành ch l nh và qua m t vài gi thì ñ t ñư c cân b ng. Nhưng có th tăng r t nhanh khi ñun nóng h n h p ph n ng. Ph n ng chuy n v Amadori Khi nhi t ñ cao thì ph c ñư ng amin b ñ ng phân hoá hay ngư i ta còn g i là b chuy n v n i phân Amadori. K t qu là gi a nguyên t cacbon th nh t và th hai phát sinh ra n i kép và t o thành 1 amin 1dezoxy 2 ketose: O 1 C H COOH O H COOH OH COOH 2 2 H C NC R" R' C 1 CH NHC R" 2 R' C CH2 NHC R" R' H H H Ph c ñư ng amin 1 amin 1 desoxy 2 ketose d ng enol c a 1 amin 1 desoxy 2 ketose Ph m v t cu s chuy n v Amadori là h po ch t có kh năng ph n ng và là ch t kh i ñ u ñ t o thành polyme có màu s m g i là melanoidin.
- b) Giai ño n trung gian cu ph n ng melanoidin giai ño n này x y ra s kh nư c cu 1 amin 1 desoxy 2 ketose t o thành các s n ph m phân ly khác nhau. Ph thu c vào ñi u ki n cu môi trư ng và nhi t ñ mà giai ño n trung gian có th ti n hành b ng m t vài con ñư ng. S kh t o thành furfurol ho c hydroxymetylfurfurol là m t trong nh ng con ñư ng kh nư c cu desoxyketose. M t con ñư n gkhác là t o thành reducton m ch h . Con ñư ng th c ba là phân hu h p ph n ñư ng ñ t o thành aldehyt, ãeton, diaxetyl. Con ñư ng th tư là t o thành ozon. T o thành furfurol và ozon N u c u t ñ u tiên cu s t o thành melanoidin là glucose, thì s n ph m chuy n v Amadori khi ñun nóng s chuy n sang d ng furan và sau ñó thành bazơ Schiff cu hydroxymetylfurfurol: HN R C C OH OH HC CH HO CH CH H O H 2O 2 HHO C HO H2C C CH NH R HO H2C C C CH NH R O O HC OH HC OH CH2OH 1 amin 1 desoxy 2 ketose bazơ shiff c a hydroxymetyl furfurol N u ñư ng kh i ñ u không ph i là hexose mà là pentose thì t o thành bazơ Schiff cu furfurol. Sau này khi b thu phân, bazơ Schiff cu hydroxymethylfurfurol ho c cu furfurol có th b phân hu ñ t o thành hydroxymetylfurfurol ho c furfurol và axit amin t do theo sơ ñ : CH CH CH CH O +H 2O HO H C C C CH NH R HO H C C C C 2 2 H2N R O O + H hydroxymetylfurfurol axit amin ðôi khi bazơ Schiff cu hydroxymetylfurfurol và cu furfurol cũng có th ngưng t ñ t o thành melanoidin chưá nitơ. Trong môi trư ng axit ho c trung tính và nhi t ñ cao thì furfurol và các d n xu t cu nó s t o thành trư c tiên. M t s tác gi ñã tìm th y m t con ñư ng kh nư c khác cu desoxyxetose. Ban ñ u desoxyketose ph n ng v i phân t glucose ñ t o thành difuranozamin.
- Sau ñó difuranozamin b phân hu ñ t o thành 3 dezoxyglucozon, cac ozon không no d ng cis và trans: OH OH OH C C C C O C O C O HHC O C H O H C O HC OH C H C H H C H C H C CH OH CH OH 2 2 CH2OH 3 dezoxyglucozon glucozon không no d ng cis glucozon không no d ng trans Hydroxymetylfurfurol cũng có th ñư c t o thành. Các tác gi này cho r ng các s n ph m vưà k trên là nh ng ch t ti n thân cơ b n cu các polyme có màu nâu s m. T o thành reducton có 6 cacbon Các aminodezoxyketose ñư c t o thành khi chuy n v Amadori, có th b kh ñi hai phân t H 2O ñ t o thành các reducton có 6 cacbon. Reducton là nh ng h p ch t h u cơ có tính ch t chung là kh m nh do có m t nhóm endiol: CC HO OH Theo thư ng l , nhóm endiol cu reducton ñư c liên k t v i g c aldehyt ho c g c axit. Ví d : O CH C C HO HO H Do ñó, nh ng h p ch t này r t nh y v i ph n ng oxy hoá và kh . Ch ng h n, reducton ñơn gi n nh t là triozoreducton: O CH C C HO HO H Ch t này th c ch t là enol cu hydroxymetylglyoxal: O O CH2 CC CH C C HO O H HO HO H Hydroxymetylglyoxal reducton hay là enolaldehyd
- c a axit tartric S t h p cu nhóm endiol v i nhóm carbonyl làm cho các ch t này có kh năng nh y c m ñ c bi t v i ph n ng oxy hóa và kh . Kh năng ph n ng cu reducton có th d n ñ n s kh hydro ñ chuy n nhóm endiol thành nhóm carbonyl 2H R1 CH C R2 R1 C C R2 HO HO O O reducton dehydroreducton Dĩ nhiên, reducton có th d dàng k t h p v i oxy và chính ñó là ñi u r t quan tr ng cho s b n v ng cu c cơvat. Reducton không kh dung d ch Fehling l i d dàng kh iot và 2,6 diclophenolindophenol. Axit dehydroascorbic có th coi là m t ví d cu reducton có sáu cacbon. Không ph i ch riêng reducton mà cac d ng dehydro cu chúng cũng tham gia vào vi c t o nên màu nâu. Phân hu ñư ng O M t trong nh ng giai ño n trung gian cu ph n C ng t o melanoidin là s phânhu c u t ñư ng cu n C O ph m chuy n v Amadori ñ t o thành các ph m v t khác O nhauL triozoreducton, aldehyt pyruvic, axeton, axetoin, C O diaxetyl. C M t s ch t t o thành kh phân h y ñưòng có mfui HO C H vi và v d ch u do ñó quy t ñ nh ch t lư ng cu s n CH2OH ph m. Axit dehydroascorbic Phân hu các h p ch t amin Trong quá trình t o nên melanoidin thì CO 2, aldehyt và NH 3 là nh ng ph m v t cu ph n ng khi nhi t ñ cao. Nguyên do cu hi n tư ng này là s phân hu Strecker theo nh ng hư ng khác nhau: 1/ Ph m v t chuy n v Amadori có th k t h p v i axit amin ñ thoát ra CO 2 và H 2O: 1 COOH O COOH R COOH CO 1 2 2 R CH NH R CH CH NH CH R 2 2 + 2 R CH2 N CH CH2 NH CH R H 2O
- Bazơ Schiff ñư c t o thành b phân ly th y phân thành aldehyt và h p ch t amin. Chính h p ch t amin này s cho các ph m v t chưá ni tơ và có màu nâu sau này. Còn aldehyt ñư c t o thành trong ph n ng này, so v i axit amin ñã tham gia tương tác v i aminodezoxyketose thì có ít hơn 1 cacbon. H C R NH2 N 1 R C H 1 R C H O H C H H2O H C H RC + N H N H H 2 R C COOH 2 R C COOH H H 2/ Giưã furfurol ho c hydroxymetylfurfurol và axit amin có th x y ra s tương tác oxy hoá: CH CH O CH CH O O2 C C C C C C O O H OOH f urfurol axit furfurolic R CH CH R O CH CH O HC NH C C C C NH 2 + + C C C H2O O + OOH O COOH COOH OH axit amin axitimin axit furfurolic R R CO CO NH C NH + H2O + 2 + 3 COOH COOH aldehyt K t qu là t axit amin t o thành aldehyt có ít hơn m t nguyên t cacbon. 3/ Aldehyt cũng có th ñư c t o thành do k t qu cu s chuy n amin giưã axit amin v i reducton R R CO HC NH2 + R1 CCR2 CO + R1 CH C R2 + 2 COOH O O H H2N O
- Gi s , do s chuy n amin mà d n ñ n hình thành nên aldehyt là ph n ng ch y u, thì rõ ràng là do k t qu cu ph n ng ñó mà ni tơ tham gia vào polyme màu nâu. Ph n l n CO 2 thoát ra trong quá trình t o mela n u do axit amin b phân h y Strecker. Các aldehyt t o thành ñóng vai trò quan tr ng trong vi c hình thành hương v cu s n ph m th c ph m khi ch bi n nhi t. c) Giai ño n cu i cùng cu ph n ng t o melanoidin Giai ño n cu i cùng này bao g m r t nhi u ph n ng ph c t p. Có th chia thành hai ki u ph n ng: Ph n ng ngưng t aldol v i s t o thành polyme màu nâu không chưá nitơ; Ph n ng trùng h p hoá aldehytamin v i s t o thành các hơp ch t nitưo d vòng. S ngưng t aldehyt axetic có th cũng là ví d v s ngưng t aldol: OH O O O H CC H CC CH C 3 + H2CH C 3 2 H H H aldehyt axetic aldol Khi ñó nguyên t hydro cu nhóm metyl cu m t phân t aldehyt này ñư c liên k t v i nguyên t oxy cu nhóm carbonyl cu phân t aldehyt th 2. S trùng hơp hoá và oxy hoá ñ ng th i các aldehyt aminoaxetic d n ñ n t o thành pyrazin. NH2 CHO N +O 2 CH CH 2 + 2 H O + 3 2 CHO NH2 N Pyrazin có mùi d ch u nhưng y u, hoà tan trong nư c. Khi trùng h p hoá dehydroreducton v i amoniac và aldehyt s t o thành h p ch t ph c t p có chưá vòng imidazol: NH3 1 R C N O R1 C O 3 2 3 + C R R C C R R2 C O + 3 H2O H N H NH3 imidazol d n xu t Ngoài nh ng h p ch t ñã k , do k t qu cu ph n ng ngưng t aldehyt, pyridin và pyrol cũng có th ñư c hình thành.
- S ngưng t aldol ch ti n hành ñư c khi caramen hoá dung d ch ñư ng thu n khi t. Khi có m t các h p ch t amin m c d u ch là v t cũng x y ra ñ ng th i c hai ki u ph n ng. Giai ño n cu i cùng cu ph n ng melanoidin s t o nên ñ u tiên là các polyme không no hòa tan ñư c trong nư c, sau ñ n là các polyme không no và không hoà tan ñư c trong nư c, nhưng ñ u có màu ñ m và có cùng tên g i chung là melanoidin. Các melanoidin h p th m nh tia c c tím (<220 nm), không kh ñư c dung d ch Fehling, nhưng kh ñư c iot và 2,6 diphenolindophenol. Kh năng hoà tan cu melanoidin ph thu c vào nhi t ñ và ph n ng ti n hành. Khi nhi t ñ cao thì quá trình x y ra mãnh li t hơn, nhưng melanoidin t o thành có hương thơm kém hơn và ít hoà tan trong nư c hơn. Các melanoidin không hoà tan v tính ch t thì g n gi ng humin. 2.3.2 ði u ki n ti n hành cu ph n ng melanoidin a) nh hư ng cu axit amin và ñư ng Như ñã th y trên, cư ng ñ s m màu cu ph n ng ph thu c vào b n ch t cu axit amin, b n ch t cu ñư ng, n ng ñ ch t khô nói chung trong dung d ch, nhi t ñ , pH và m t lo t y u t khác. Qua cơ ch ph n ng, ta th y m t trong nh ng ph n ng cu giai ño n trung gian là t o thành furfurol và oxymetylfurfurol có kèm theo s tái t o l i axit amin v n ñã tham gia tương tác v i ñư ng t ph n ng ñ u tiên. Như v y, axit amin có th xem như m t ch t xúc tác trong giai ño n ñ u. M t khác, melanoidin s n ph m cu i cùng cu ph n ng l i là ch t có chưá nitơ. M t ph n axit amin tiêu t n cho s tân t o aldehyt và thoát ra NH 3. NH 3 tương tác v i ñư ng và t o ra melanoidin. Các axit amin tham gia ph n ng khác nhau ph thu c vào nhi t ñ , pH và lư ng nư c. Cư ng ñ ph n ng ph thu c vào lo i axit amin. Protein, peptit, amin, amon và m t s ch t chưá nitơ khác cũng có kh năng ph n ng v i ñư ng kh t o thành ch t có màu s m. Cư ng ñ cu ph n ng melanoidin cũng ph thu c vào b n ch t cu ñư ng kh và n ng ñ ñư ng. Glucose ph n ng mãnh li t hơn c , sau ñ n galactose và lactose. T l gi a axit amin và ñư ng thích h p nh t là 1/2 ho c 1/3. Nói chung ph n ng có th ti n hành ngay c khi n ng ñ axit amin không ñáng k và t l axit amin/ñư ng r t bé 1/40, th m chí 1/300. b) nh hư ng cu nư c ð ph n ng Maillard ti n hành c c ñ i thì xung quanh m i phân t protein ph i t o nên l p ñơn phân glucose và l p ñơn phân nư c. Như v y, s có m t cu
- nư c là ñi u ki n c n thi t ñ ti n hành ph n ng. N ng ñ ch t tác d ng càng cao, lư ng nư c càng ít thì t o thành melanoidin càng m nh. c) nh hư ng cu nhi t ñ và pH môi trư ng 0 oC và dư i 0 oC, ph n ng melanoidin không x y ra. Cùng v i s tăng nhi t ñ , v n t c ph n ng tăng lên r t m nh m . các nhi t ñ khác nhau, các s n ph m t o thành cũng khác nhau. Ngư i ta nh n th y khi nhi t ñ t 95 100 oC, ph n ng s cho các s n ph m có tính ch t c m quan t t hơn c . Khi nhi t ñ quá cao thì các melanoidin t o ñư c s có v ñ ng và mùi khét. Vì v y trong s n xu t ñ thu ñư c malt màu, ngư i ta thư ng kh ng ch ph n ng melanoidin 160 oC (m c dù lư ng ch t màu s c c ñ i khi nhi t ñ 190 oC). Vì l nhi t ñ trên 160 oC các melanoidin t o thành s không hoà tan trong nư c, do ñó làm gi m kh năng cho màu và ñ trích ly cu malt thu ñư c. Ph n ng Maillard có th ti n hành trong m t kho ng pH khá r ng, tuy nhiên trong moi trư ng ki m ph n ng nahnh hơn. Trong khi môi trư ng axit (pH<3) quá trình t o melanoidin th hi n r t y u và ch y u là s phân h y ñư ng. Cùng v i s tăng nhi t ñ ph n ng s ñư c tăng nhanh ngay c khi trong môi trư ng axit (pH=2). d) Ch t kìm hãm và ch t tăng t c ph n ng melanoidin Ph n ng caramen hoá, oxy hoá và melanoidin là nh ng ph n ng có tham gia cu ác h p ch t carbonyl. Vì v y ch t kìm hãm là nh ng ch t ph n ng ñư c v i nhóm carbonyl như dimedon, hydroxyamin, bisulfit. Nh ng ch t này s k t h p v i các ch t khác nhau phát sinh ra trong giai ño n trung gian, do ñó làm ng ng các quá trình ti p theo cu ph n ng. Ch ng h n dimedon k t h p ;ñu c vơi aldehyt nen có th làm ng ng h n ph n ng t o melanoidin. Khi sulfurơ, axit sulfurơ ho c mu i cu nó (bisulfit cu natri và kali) là nh ng ch t kfm hãm rât m nh m ph n ng t o màu melanoidin. Tác d ng kìm hãm cu axit sulfurơ có liên quan v i các reducton: B ng cách ñun nóng dung d ch glucose và sulfit 100 oC, ngư i ta ñã thu ñư c h p ch t 3,4 didezoxy 4 sulfohexozon (III). Các d n xu t cu axit sulfuric là nh ng h p chât r t b n v ng, th m chí b ng phương pháp thu phân ngưòi ta v n không th thu l i ñư c SO 2 khi chưng c t. Do ñó, các s n ph m trung gian tương t cu ph n ng melanoidin ñ u không ñư c chuy n hoá thành các h p ch t màu cu i cùng. Ngoài ra, khi k t h p nhóm rư u b c 2 glucozon không no d ng trans, axit sulfurơ còn g t b kh năng vòng hoá sau này cu glucozon (khi tương tác v i amoniac).
- Axit sulfurơ còn th hi n tác d ng kháng khu n m nh m và là ch t ch ng oxy hoá. Axit sulfurơ n ñ nh ñư c axit ascorbic d ng hydroascorbic trong các s n ph m. Ngư i ta nh n th y r ng, trong m t s s n ph m (nư c chanh, nư c nho, nư c táo) khi lư ng axit ascorbic b gi m thì cư ng ñ s m màu tăng lên, lư ng axit amin và ñư ng kh b gi m xu ng còn hàm lư ng furfurol l i tăng lên. Có l do tính kh cu axit ascorbic và kh năng ph n ng cu nó v i các s n ph m th c ph m s làm y u s t o thành các melanoidin. Tuy ch t kìm hãm axit ascorbic này làm tăng giá tr sinh h c cu s n ph m, nhưng ý nghiã th c ti n l i h n ch , vì axit ascorbic cũng như nh ng axit h u cơ khác, khi phân hu s cho h p ch t có màu s m. Ngoài ra, axit ascorbic là m t reducton, nghiã là m t s n ph m trung gian cu ph n ng melanoidin mà sau này s tương tác v i axit amin ñ t o thành ch t có màu s m. C n th y r ng, trong các s n ph m có màu ñ m do antoxian truy n cho, thì dư i tác d ng cu vitamin C, màu t nhiên s b nh t ñi. Như v y dùng axit ascorbic ñ kìm hãm s s m màu là không có giá tr v n năng. Ngư i ta ch có th ng d ng nó ñ i v i t ng s n ph m c th khi ñã nghiên c u k thành ph n hoá h c cu nó. Ch t kìm hãm ph n ng melanoidin t t nh t là dimedon (dimetyldihydroreorxin). Nó có kh năng liên k t các furfurol và aldehyt do ñó làm ng ng s t o thành melanoidin. Dimedon trong nh ng ñi u ki n nh t ñ nh có th làm k t tu hoàn toàn furfurol b ng cách t o ra s n ph m ngưng t (furfuroldimedon) (hai phân t ). Các ch t oxy hoá (KmnO 4, H 2O2, quinhydron) và các ch t kh (H 2SO 3, natri hyposulfit, hydroquinon, hydro m i sinh) ñ u kìm hãm ph n ng t o melanoidin nhưng v i cư ng ñ khác nhau: G n ñây, ngư i ta còn dùng este cu axit pyrocacbonic làm ch t kìm hãm ph n ng melanoidin. Este có c u t o như sau: R1 và R 2 có th là g c alkyl, aryl ho c các g c d vòng (furfuryl). Trong m t s s n ph m th c ph m ngư i ta còn dùng các anhydrit cacbonic cu các α hydroaxit như sau: V phương di n lý thuy t, hi u qu kìm hãm cu pyrocacbonat cũng như cu anhydrit cacbonic th hi n ch chúng tương tác v i nhóm amin t do. Do ñó, axit amin tr nên không có kh năng ph n ng v i nhóm cacbonyl cu ñư ng. Các ch t tăng t c ph n ng melanoidin có axit lactic và phosphat. Mu i cu axit lactic làm tăng nhanh v n t c ph n ng này r t m nh. Dung d ch ñ m phosphat
- không nh ng làm tăng nhanh v n t c ph n ng giưã axit amin và glucose mà còn làm tăng ph n ng nâu hoá dung d ch glucose tinh khi t. 2.3.2.1Tính ph bi n cu ph n ng Maillard Như ñã nêu trên, ph n ng giưã axit amin và ñư ng x y ra trong ñi u ki n r t d dàng, do ñó ph n ng này r t ph bi n trong s n xu t và b o qu n các s n ph m th c ph m. Tuỳ thu c vào yêu c u v tính ch t c m quan cu t ng s n ph m mà ngư i ta ho c t o ñi u ki n ñ tăng cư ng ph n ng ñén t i ña ho c kìm hãm ph n ng ñén m c t i thi u. M t t ng nh ng quá trình ñ t o ñi u ki n ph n ng này phát tri n t i ña là s n xu t bánh mì. Màu s c cu v bánh mì h u như do ph n ng này quy t ñ nh. Vì v y nh ng bi n pháp k thu t tương ng trong quy trình s n xu t lên men ñ t o axit amin t do, ñư ng kh , ñi u ch nh nhi t ñ t ng giai ño n nư ng ñ u nh m m c ñích ñó. Trong s n xu t bia (và cơvat) màu s c và hương v cu bia ph n l n do malt quy t ñ nh. Các bi n pháp k thu t t ng s n xu t malt ñ nh m ñi u hoà ph n ng melanoidin. ð thu ñư c malt vàng, ngư i ta chom c m m trong m t th i gian ng n, làm m t nư c nhanh ñ thu ñư c lư ng axit amin và ít ñư ng làm khó khăn cho ph n ng carbonylamin. Theo Manxev, do thu phân axit amin và protein mà tích t nh ng h p ch t có kh năng t o thành ch t thơm. Malt sáy nhi t ñ th p quá s nh huworng x u ñén v cu bi, còn khi s y nhi t quá cao, bia s có v khét. Vì v y, khi s n xu t bia vàng c n ph i ki m tra s t o thành melanoidin và h n ch th i gian ñun sôi dung d ch lên men. Trái l i trong s n xu t rư u ngư i ta tìm cách kìm hãm ph n ng Maillard m t cách tri t ñ . Vì ph n ng s gây t n thát tinh b t và ñưòng, ñ n gth i melanoidin t o thành có tác d ng kìm hãm ho t ñ ng cu enzym. Trong s n xu t thu c lá, quá trình s y, trư c khi lên men và lên men cũng do ph n ng Maillard quy t ñ nh. Vi c làm gi m ñ m cu môi trư ng s t o ñi u ki n thu n l i cho ph n ng ñó và tăng cư ng màu s m. Nguyên nhân cơ b n cu s t m hoá thu c lá là ph n ng melanoidin có kèm theo thoát nư c. Khi t l giưã axit amin và ñư ng b ng 1/2 thì lư ng m thoát ra là c c ñ i và lư ng ch t khô là c c ti u. Thay ñ i t l này s có nh hư ng nhanh chóng ñ n lư ng nư c thoát ra trong ph n ng. Trong s n xu t ñư ng, khi cô ñ c, ñư ng b s m màu cũng là do ph n ng melanoidin. Ph n ng melanoidin còn có nh hư ng l n ñ n vi c ch bi n rau qu cũng như b o qu n chúng. Ngư i ta ñã th y r ng do ph n ng giưã ñư ng ngh ch ñ o và axit amin ho c mu i amon mà t t c sirô và nư c qu cô ñ c ñ u b s m màu khi b o qu n, nh t là nhi t ñ cao. Trong ñ h p qu và rau, ngư i ta có khuynh hư ng b o v màu t nhiên và hương thơm cu chúng. Ph n ng Maillard luôn luôn
- làm x u ñi không nh ng tính ch t c m quan mà c giá tr th c ph m cu s n ph m nưã. Tóm l i, ph n ng melanoidin r t ph bi n trong m i s n ph m th c ph m có liên quan v i gia nhi t và th i gian b o qu n dài. 2.3.3 S t o thành các ch t màu do ph n ng oxy hoá polyphenol Bên c nh ph n ng melanoidin, còn có ph n ng t o màu do oxy hoá các polyphenol có enzym và không enzym tham d . Ngư i ta cũng g i là ph n ng s m màu do enzym. 2.3.3.1 Các cơ ch t phenol H p ch t phenol là nh ng ch t mà phân t có ch a vòng benzen, trong ñó có m t, hai ho c nhi u hơn hai nhóm hydroxyl. D a vào ñ c trưng cu b xương cacbon, các h p ch t phenol t nhiên có th chia ra làm ba nhóm chính: nhóm h p ch t phenol C 6 C1 (axit galic) nhóm h p ch t phenol C 6 C3 (axit cafeic) nhóm h p ch t phenol C 6 C3 C6 (catechin và flavonoit) Kh năng ph n ng t o màu m nh hay y u ph thu c vào c u trúc cu phenol cũng như vào ngu n enzym xúc tác ph n ng oxy hoá này. Ch ng h n, các metadiphenol thư ng là nh ng cơ ch t x u. Các cơ ch t phenol ch y u cu ph n ng t o màu do enzym xúc tác như sau: 1/ Pyrocatechol và các d n xu t (ngo i tr gaiacol hay o metoxyphenol) 2/ 3,4 dihydroxyphenylalanin (DOPA) 3/ 3,4 dihydroxyphenyletylamin hay dopamin là ch t chính làm cho chu i b s m màu. 4/ Axit galic là axit có nhân thơm, khi b oxy hoá thì cho màu ñ s m, hoà tan ñư c trong nư c. 5/ Axit clorogenic, có trong táo, khoai tây và lê, là ch t có kh năng t o ra ch t màu xanh ñen khi ph n ng v i s t trong quá trình n u khoai tây.
- Khi gi m pH xu ng nh hơn 4 ho c dùng các tác nhân t o ph c ñư c v i Fe như phosphat ho c axit etylendiamintetraaxetic (EDTA, trong ñi u ki n cho phép) thì có th tránh ñư c ph n ng t o màu này. 6/ Các flavonoit, trong ñó có antoxian, flavon và flavanol là nh ng h p ch t nguyên thu ñã có màu. Catechin và leucoantoxianidol là nh ng h p ch t không màu, d dàng b oxy hoá (nh t là khi gia nhi t trong môi trư ng axit), m t nư c ñ chuy n thành nh ng s n ph m (antoxianidol) có màu khác nhau. Catechin hay catechol là tên g i chung cho các phenol có d ng flavanol 3 Quan tr ng nh t trong nhóm này có catechin và galocatechin chưá nhi u trong lá chè: Catechin (3,5,7,3’,4’ pentahydroxyflavan) Galocatechin (3,5,7,3’,4’,5’ hexahydroxyflavan) Trong phân t catechin và galocatechin có hai nguyên t cacbon b t ñ i x ng v trí C 2 và C 3 do ñó t o ra nhi u ñ ng phân quang h c (24 ñ ng phân). 7/ Tanin không nh ng là cơ ch t cu ph n ng s m màu do enzym xúc tác mà còn góp ph n t o ra k t c u và t o v cho các t ch c th c v t. Ngư i ta thư ng phân bi t hai nhóm tanin: tanin thu phân và tanin ngưng t : Tanin thu phân (tanin pyrogalic) là este cu ñư ng glucose v i các axit polyphenolic khác nhau (axit galic, axit digalic, axit egalic, axit luteic). Este cu glucose v i axit galic là galotanin, cu glucose v i axit egalic là egalotanin. Dư i tác d ng cu axit, ki m ho c enzym chúng b thu phân thành các ch t ban ñ u. Ch ng h n như tanin Trung Qu c là β pentadigaloylglucose. Tanin có tính ch t thu c da là h p ch t có kh i lư ng phân t t 500 3000, là este cu axit digalic và glucose. Tanin ngưng t (hay tanin catechic) là h p ch t do các catechin ngưng t v i nhau theo ki u “ñ u n i ñuôi” (C 6’ C8 v i catechin) ho c ki u “ñuôi n i ñuôi” (C 6’ C6’ , v i galocatechin) ho c ki u “ñ u n i ñ u” (C 4 C8 v i flavandiol 3,4) t o thành. Tan nin ngưng t không b phân gi i b i axit vô cơ cũng như b i enzym. 2.3.3.2 Tính ch t chung cu các h p ch t polyphenol
- a) Ph n ng oxy hoá kh Dư i tác d ng cu enzym polyphenoloxydase, cac polyphenol b oxy hoá ñ t o thành các quinon, Sơ ñ ph n ng như hình bên. B n thân các ortoquinon cũng là nh ng chât oxyhoas. N u có các ch t kh khác như vitamin C, glucose, chúng s ngưng t v i nhau và s oxy hoá các ch t ñó theo sơ ñ sau: b) Ph n ng c ng Khi có m t các axit amin thì các ortoquinon ñư c t o thành s ti n hành ph n ng c ng h p v i axit main: Các s n ph m ñư c t o thành cu ph n ng c ng l i có th b oxy hoá ñ t o nên các ortoquinon tương ng. c) Ph n ng ngưng t Các ortoquinon cũng d dàng ngưng t v i nhau ñ t o nên các s n ph m có màu g i chung là flobafen Polyphenol + O 2 ortoquinon (1) Ortoquinon + glucose → polyphenol + CO2 + H 2O (2) n (ortoquinon) → flobafen (3) Trong ñi u ki n hô h p bình thư ng thì ph n ng (1) và (2) chi m ưu th . Trái l i, trong ñi u ki n s n xu t thì ph n ng (1) và (3) chi m ưu th . 2.3.3.3 Ch c năng cu các polyphenol Các polyphenol có tác d ng c ch n m. Ngư i ta thư ng dùng phenol (axit cacbovic) làm chát kh trùng cũng v i ý nghiã ñó. Th c ra bình thư ng trong th c v t, tác d ng ñó th hi n tương ñ i y u, nhưng s tăng lênm t cách m nh m trong quá trình polyphenol b oxy hoá b i enzym. Th m chí, m t s polyphenol v i m t n ng ñ nh t ñ nh có tác d ng kích thích s phát tri n cu ký sinh trùng, còn tác d ng kìm hãm ch th hi n ra trong quá trình oxy hoá chúng b i enzym. Tuy nhiên, ñóng vai trò quan tr ng trong hi n tư ng mi n d ch th c v t này không ph i ch m t mình polyphenol mà là h polyphenol polyphenoloxydase. Ngư i ta ñã ch ng minh r ng trong nhi u cây b d p cơ h c hay b nhi m trùng thì hàm lư ng polyphenol và ho t ñ polyphenoloxydase ñ u tăng lên. ch mô b d p nát b t ñ u t o thành h p ch t polyphenol m i và kèm theo s ngưng t oxy hoá trong l p b m t. S n ph m ngưng t t o thành l p b o v . Nhi u polyphenol có ho t tính sinh t P, nghiã là có kh năng làm tăng ñ ñàn h i và chu n hoá tính th m cu vi ti huy t qu n. Trong s ñó, catechin có ho t
- tính vitamin P cao hơn c . C n chú ý r ng, t t c flavonoit có ho t tính sinh h c ñ u b t bu c ph i có hai nhóm ortohydroxyl , trong ñó hydro cu m t nhóm có th ñư c thay th b ng g c b t kỳ. Vòng chính là florogluxin, vòng ph là pyrocatechic. Polyphenol là nh ng ch t chuy n hydro (electron) trong chu i hô h p bình thư ng ñ nh c ty th . Ubichinon (coenzym Q) là m t trong nh ng ch t này. Nhi u polyphenol là nh ng ch t ch ng oxyhoá, do ñó chúng có ng d ng trong công nghi p th c ph m ñ làm b n ch t béo. Ho t tính ch ng oxy hoá cu chúng có th do: phenol t o ph c b n v ng v i các kim lo i n ng, do ñó làm m t tác d ng xúc tác cu chúng. phenol là ch t nh n các g c t do t c là có kh năng d p t t các quá trình t o ra g c t do. 7.3.3.4 Enzym xúc tác ph n ng oxy hoá phenol Ph n ng t o màu do enzym thưưòng g m các giai ño n sau: S hydroxyl hoá các monophenol và oxy hóa các diphenol là hai “tác ñ ng” khác nhau và tách bi t nhau. Tuy nhiên ñôi khi cùng m t enzym cũng có th xúc tác c hai ph n ng. Nói chung, các enzym có ngu n g c khác nhau s có t s ho t lư ng hydroxyl ho t hoá lư ng oxy hoá cũng như hàm lư ng Cu + và Cu 2+ khác nhau. Enzym xúc tác giai ño n ñ u có tên là monophenolase ho c creosolase, còn enzym xúc tác giai ño n hai có tên là polyphenolase ho c catecholase. Tên g i h th ng cu enzym ñ m trách giai ño n oxy hoá là orthodiphenoloxy oxydoreductase (E.C.1.10.3.1). ñây oxy phân t ñóng vai trò ch t ti p nh n hydro. Polyphenoloxydase là metaloenzym có chưá kho ng 0,2% Cu t ng phân t . Ch ng h n như polyphenoloxydase lá chè có kh i lư ng phân t b ng 144 000 Da và có t i 7 mol ñ ng/mol. Phương trình ph n ng oxy hoá các diphenol v i polyphenol oxydase có th như sau: Ta th y phương (7.1) t o ra polyphenol oxydase d ng kh (chưá Cu +) do ñó có th ñưa tác ñ ng hydroxyl hoá monophenol vào phương trình t ng ñ cho ñ y ñ hơn: Như v y, theo (7.4), chính diphenol có tác d ng xúc tác s hydrõyl hoá các monophenol.
- Các quinon t o ra do h u qu tác d ng cu polyphenoloxydase cũng có th oxy hoá các ch t có th oxy hoá kh bé hơn quinon: Các ch t như vitamin C, NADH 2, glutation d ng kh , xistein, cac antoxianidol có th kh các quinon thành diphenol. Như v y, polyphenol oxydase có th oxy hoá ñư c nhi u cơ ch t khác nhau: Do ñó, v m t này polyphenol oxydase cũng có vai trò tương t như enzym xitocromooxydase (cũng chưá Cu) cu i chu i hô h p. 7.3.3.5 Cơ ch chung cu ph n ng t o màu do enzym Các chát màu ñư c t o thành do ph n ng k u này thưưòng có tên g i chung là melanin. Th c ra thu t ng melanin là ph ng theo tên g i cu m t s n ph m có màu do s oxy hoá tyrozin b i enzym t o ra. Các ch t màu cu ph n ng s m màu enzym còn có tên nưã là flobafen. Nói chung s n ph m cu i cùng, thư ng có màu nâu, màu ñen ho c các gam màu trung gian như: h ng, ñ , nâu, xanh ñen, v.v.Ph n ng t o thành các ch t màu ñư c b t ñ u t quinon và không có enzym tham gia. ð u tiên quinon ph n ng v i nư c t o ra trihydroxybenzen, ti p ñó các trihydroxybenzen l i ph n ng v i các quinon khác ñ hình thành ra các hydroxyquinon và cu i cùng chính các hydroxyquinon này l i là nơi ñ ngưng t oxy hoá ( giai ño n này còn tiêu th oxy) d n ñ n t o thành các polyme theo sơ ñ trên. Các quinon cũng có th tác d ng v i nhóm SH và NH 2 cu protein, axit amin và amin theo cơ ch sau: Quinonimin là ph c giưã quinon và axit amin thư ng có màu nâu ñ . Khi t o thành ph c này, axit amin k t h p v i cacbon v trí para cu m t trong hai nhóm quinon. N u c hai v trí para ca các nhóm quinon ñ u b thay th thì axit amin s không k t h p vào và ph c quinon s không ñư c t o thành. Nhi u thí nghi m ñã ch ng t màu ñ ñư c t o thành m t cách m nh m ch khi h p ch t nitơ tham gia vào ph c có chưá nhóm amin b t hai (prolin). N u h p ch t có nhóm amin b c 1 thì ph c t o thành có màu ñ da cam, ít ñ m hơn.
- Ph c giưã quinon và polypeptit ho c protein thì có màu nâu. Ch t màu nâu ñư c t o thành trong lá thu c khi s y khô trong không khí là m t ph c thu c ki u này. Ph c quinoimin không nh ng có tác d ng t o màu mà còn có tác d ng oxy hoá lư ng axit amin th a (không có enzym) tham gia, phân ly nó ñ n amoniac và α xetoaxit ho c aldehyt tương ng theo sơ ñ sau: 7.3.3.7 M t s bi n pháp phòng ng a ph n ng s m màu do enzym xúc tác Ph n ng s m màu do enzym xúc tác là ph n ng r t thư ng x y ra trong quá trình ché bién các s n ph m thư c ph m có ngu n g c th c vaajt như rau qu , cac s n ph m dodò h p rau qu , các s n ph m chè, thuóc lá,v.v. CÓ nhi unhân t nh hư ng ñén pahrn ng này như các nhân t sau: n ng ñ cơ ch t phenol; hàm lư ng và trjang thái cu polyphenoloxydase n ng ñ oxy; n ng ñ quinon; pH v.v. Trong th c t ñ ngăng ngưà ph n ng ngưòi ta thưuòng ahy dùng nhưũn gbi n pháp k thu t tưong ng sau: Tránh ñ ng d p gây t n h i các mô, ñê renzym không có ñi u ki n ti p xúc v i cơ ch t t o màu; Vô ho t enzym polyphenol oxydase b ng nhi t (ch n, thanh trùng) r t có hi u qu , nhưng có th làm thay ñ i tính ch t c m quan cu s n ph m do ñó không th áp d ng cho m i trưòng h p; Thêm các ph gia có tính kh ñ chuy n hoá qui non tahfnh phenol, do ñó cũng làm ch m ho c ngăng c n s s m màu. Ngưòi ta hay dùng vitamin C cho vao các nư c qu và các s n ph m qu , c t lát cũng v i m c ñíhc ñó. Khi li u lư ng vitamin C cao (có th t 0,5 1% so v i kh i lư ng s n ph m) enzym polyphenol oxydase có th b vô ho t hoàn toàn trưóc khi lư ng vitamin này bi n h t trong môi trư ng; Nhúng ng p qu sau khi c t lát ho c sau khi g t v vaò trong dung dicjh nưóc muói njhat, dung d ch saccharose ho c dung d ch glucose ñ h n ché oxy xâm nh p vào qu cũng như ñã ngăn c n qu h p th oxy. Khi ñư ng xâm nh p vào mô còng có tác dunng làm qu ch c l i do tăng áp su t th m th u. Nói chung các qu ñ l nh ñông th ong ñư c bao b n gsi rô (có th dùng m t ph n si rô có n n gñ 30
- 50% saccharose cho 3 7 ph n qu ). Trong trư ng h p này, ñưòng vưà có tác d ng như m t ch t b o v lanh vưà ch t gi hương thơm cho qu . Dùng axit xitric làm gi m pH ñ làm ch m ph n ng s m màu; L y oxy trong các mô cu qu b ng chân khôg ha c b ng các ch t có kh năng sư rudjng oxy như axit ascorbic, ho c như enzym glucooxydase và catalase: glucooxydase Glucose + O 2 → axit gluconic + H 2O2 catalase H2O2 → H2O + ½ O 2 Tuy nhiên c n tránh làm y m khí các mô th c v t ñ ñ m b o ho t ñ ng sinh lý bình thư ng cho chúng. C n chú ý là vi c kh oxy ph i ñi kèm ngay v i x lý b o qu n và ph i bao gói b ng bao bì không th m oxy. SO 2 và bisulfit cũng có tác d ng c ch ph n ng s m màu do enzym xúc tác. H p ch t này ch ng nh ng có tác d ng sát trùng (nhưng không ph i v i li u lư ng dùng ñ ch ng ph n ng s m màu) mà còn có kh năng liên k t v i các nhóm carbonyl cu các ñư ng cũng như ph n ng v i các quinon. Nhưng có th SO 2 tác d ng tr c ti p ñ n polyphenol oxydase. Ngư i ta còn nh n th y r ng axit ascorbic và tiamin có th làm gi m li u lư ng bisulfit. SO 2 còn có tác d ng b o v màu s c t nhiên cho qu , ñ c bi t là qu s y (chu i s y). Trong th c t , v i nh ng qu nh m b o qu n l nh ñông, thì ñ u tiên ngư i ta nhúng (ngâm) 45 giây trong dung d ch NaHSO 3 0,25%, ti p ñó ngâm 5 phút trong m t dung d ch K 2HPO 4 0,2%. Chính K 2HPO 4 là tác nhân làm gi m kh năng ph n ng cu polyphenol. 2.3.1 M T S CH T MÀU T NHIÊN VÀ T NG H P DÙNG TRONG TH C PH M Trong th c t , ngư i ta có th dùng các ch t màu t nhiên ho c t ng h p ñ t o màu cho các th c ph m ñ làm tăng giá tr c m quan cu chúng. Các ch t màu ñ và màu vàng thư ng ñư c s d ng nhi u hơn. Carotenoit là nhóm ch t màu t nhiên ñư c s d ng nhi u nh t. C u trúc và cách s d ng cu m t s các ch t màu t nhiên và t ng h p quan tr ng trong th c ph m ñư c trình bày b ng 7.2:
- CHƯƠNG III: CÁC CH T THƠM 3.1 Ý NGHĨA C A CÁC CH T THƠM TRONG S N XU T TH C PH M Cũng như màu s c, hương thơm là m t tính chát c m quan quan tr ng c a th c ph m, vì chúng có nh ng tác d ng sinh lý r t rõ r t. Ch t thơm có nh hư ng ñ n h tu n hoàn, ñ n nh p ñ p cu tim, ñ n hô h p, ñ n nh p th , ñ n s tiêu hoá, ñ n thính giác, th giác và c xúc giác n a. Vì v y trong s n xu t th c ph m, ngư i ta tìm m i bi n pháp k thu t ñ b o v nh ng ch t thơm t nhiên, m t khác ngư i ta còn tìm cách ñ ñi u khi n các ph n ng t o ra nh ng hương thơm m i. Thông thư ng, ngư i ta th c hi n m t trong ba bi n pháp sau ñ t o cho s n ph m có hương thơm: Ch t thơm v n d bay hơi và thư ng không b n; vì v y ngư i ta dùng các bi n pháp k thu t và thi t b ph c t p ñ thu h i cac ch t thơm ñã bi tác ra kh i s n ph m trong quá trình gia nhi t (ñun ho c cô ñ c), t o ñi u ki n gi chúng l i, h p th tr l i vào thành ph m các ch t thơm t nhiên v n có trong nguyên li u ban ñ u; Chưng c t và cô ñ c các ch t thơm t nhiên t các ngu n giàu ch t thơm, sau ñó dùng các ch t thơm này ñ cho vào các s n ph m th c ph m khác nhau; T ng h p các ch t thơm nhân t o có mùi thích ng ñ cho vào các s n ph m th c ph m. 3.2 Vài nét v mùi Trong hơn hai tri u ch t h u cơ, thì 400.000 ch t có mùi nhi u ho c ít. ða s ch t thơm có mùi ñ c trưng riêng cu mình. Mùi cu chúng do nh ng nhóm nguyên t ñ c bi t g i là nhóm mang mùi quy t ñ nh. Tuy nhiên n u tăng s nhóm mang mùi t ng m t phân t lên thì không làm tăng mùi mà l i làm y u mùi và ñôi khi còn làm t t mùi hoàn toàn. Nh ng nhóm mang mùi cơ b n thư ng là nguyên t O, S, N, P, As, Se. Các nhóm mang mùi h u cơ là: ≡C OH; Có th tăng m nh ha c làm y u mùi này b ng m t mùi khác, ho c cho mùi m i mà ñôi khi không gi ng và hoàn toàn b t ng . Ch ng h n, mùi x hương cu trinitrobutyltoluen hoàn toàn mât ñi khi thêm vào m t lư wng nh quinin sulfat là ch t v n không có mùi. Mùi cu cao su, iot, long não và g bá hương khi ph i h p s tri t tiêu l n nhau hoàn toàn. Mùi cu vani ñ trong l nh s m t hoàn toàn qua m t vài phút, nhưng n u thêm m t ít cumarin thì hương cu vani s c m th y ñư c r t lâu.
