Đề tài Biến đổi protein trong chế biến và bảo quản thực phẩm

ng hoà bằng xut, lọc và được sử dụng làm tác nhân tạo hương. - Khi đun nóng protein thực vật trong HCl có nồng độ 1-3M, ở trong thời gian 10 – 15 h để tăng lượng nitơ phi protein lên ba lần, có thể tăng độ hoà tan lên rất nhiều và do đó làm tăng tính chất bề mặt của gluten lên. * Thuỷ phân hoàn toàn các liên kết peptide - Dưới tác dụng của acid và ở nhiệt độ cao ( HCl 6N , , 20 – 72 giờ) protein bị thuỷ phân, không xảy ra hiện tượng racemic hoá. 2. Thuỷ phân bằng kiềm: * Thuỷ phân hạn chế ( đun nóng protein trong NaOH có pH = 11- 12,5 , , từ 20 phút đến vài giờ) - Tạo ra những peptide lưỡng cực có các mạch bên kỵ nước và có một nhóm carboxyl có cực ở tận cùng. - Dùng để hoà tan và trích ly các protein ít hoà tan cùa thực vật, của vi sinh vật và của cá. * Thuỷ phân hoàn toàn - Dưới tác dụng của kiềm (NaOH 4 -8N . 14% , đun sôi trong 18- 29 giờ) protein bị thuỷ phân , acid amin bị racemic hoá, các oxy acid bị deamin hoá, một phần cystein và cystin bị phá hỏng, arginin phân huỷ thành ornithin và ure. Vậy tác dụng của kiềm sẽ làm mất giá trị dinh dưỡng của acic amin khi chuyển từ dạng L sang D. II. Bằng enzym Sử dụng các protease như bromelin, papain, neutrase, tripsine, pepsine… 1. Thuỷ phân hạn chế *Trong chế biến - Thủy phân hạn chế và đặc hiệu thường có tác dụng làm đông tụ protein. Ví dụ: dùng chimozin để kết tủa các casein của sữa : chimozin chỉ cắt một liên kết peptide giữa gốc và gốc để giải phóng ra một đoạn glucopeptide háo nước và chính nhờ vậy mới xảy ra sự động tụ tiếp theo của phân tử paracaseinat K kỵ nước. - Thuỷ phân hạn chế để hoà tan protein vì sau khi bị thuỷ phân hạn chế độ hoà tan của protein tăng lên do đã tạo ra được những đơn vị polypeptide bé hơn, háo nước hơn và dễ sonvat hoá hơn. + Thuỷ phân một phần có tác dụng làm cho quá trình trích ly và tinh chế protein vốn ban đầu kém hoà tan được dễ dàng. Ví dụ: isolat protein đậu nành khi bị thuỷ phân ở mức độ 3% hay 8% (pH= 3 hoặc 5,5) thì độ hoà tan sẽ có giá trị tương ứng là 10% hoặc 50-80%. + Thuỷ phân từng phần làm cho protein có độ hoà tan tốt hơn ở tất cả giá trị pH vì lúc này protein không tự tạo ra được các tập hợp lớn nay cả ở pH đẳng điện. Được ứng dụng để làm giàu lượng protein cho các đồ uống có vị chua ( acid hoá) và có xử lý nhiệt. - Thuỷ phân từng phần cũng được dùng để cải tiến các tính chất nhũ hoá và tạo bọt của các protein bị biến tính nhiệt. Do tăng độ hoà tan làm cho sự khuếch tán của protein đến bề mặt liên pha không khí/ nước và dầu/ nước được dễ dàng. Tuy nhiên khi mức độ thuỷ phân vượt quá 3 - 5% thì độ nhớt và chiều dày của của màng mỏng protein được hấp thụ là không đủ để làm bền các nhũ tương và các bọt. * Trong bảo quản - Sự thủy phân thường giải phóng ra các peptide có dính các gốc leuxin hoặc phenylalanin có vị đắng nên làm giảm tính cảm quan của sản phẩm. 2.Thuỷ phân hoàn toàn : thuỷ phân hoàn toàn protein thành các acid amin . Tạo ra các sản như nước mắm , tạo ra nguồn acid amin không thay thế để bổ sung vào các loại thực phẩm có nguồn protein kém hoặc không hoàn hảo. B- PHẢN ỨNG OXY HOÁ KHỬ Khi bảo quản các thực phẩm giàu protein thường xảy ra hiện tượng ôi thối làm mất giá trị dinh dưỡng của thực phẩm. Nguyên nhân là do tác dụng của các enzym có trong thực phẩm và vi sinh vật xâm nhập từ môi trường ngoài I.Phản ứng khử amin: II.Phản ứng khử nhóm Cacboxyl: Phản ứng này tạo thành các amin khác nhau. Từ lysin tạo thành cacdaverin, từ hystidin tạo thành hystamin , là những chất độc. III.Phản ứng khử amin khử cacboxyl IV. Phản ứng tạo thành mercaptan Thường xảy ra đối với các acid amin chứa lưu huỳnh như cystein, cystine, methionin. V.Phản ứng tạo scatol, indol, cresol, phenol Trong quá trình hoạt động sống các vi sinh vật gây thối rữa thường gặp trong đường ruột và trong quá trình cất giữ protein các acid amin vòng chuyển hoá thành các sản phẩm độc như :scartol, indol, cresol, phenol - Phản ứng tạo thành cresol, phenol: - Phản ứng tạo scatol, indol VI.Phản ứng tạo di-trimethylamin từ các lipoprotein Phần lipid sau khi tách từ lipoprotein sẽ bị chuyển hoá thành các di-trimethylamin Ví dụ: VII. Phản ứng tạo thành phosphin Xảy ra với phosphoprotein và nuleoprotein. Nguồn tạo thành phosphin là các acid phosphoric có trong protein được giải phóng khi bị phân huỷ : Phosphin là khí không màu, mùi thối, rất độc. Ngoài những phản ứng trên thì lipid khi bị oxy hoá sẽ tạo các gốc tự do có khả năng kết hợp với phân tử protein ở các nhóm chức ở mạch nhánh và gây ra những biến đổi không mong muốn trong cấu trúc protein làm giảm giá trị dinh dưỡng của thực phẩm. C – SỰ BIẾN TÍNH PROTEIN I.Các biện pháp vật lý: 1. Gia công cơ học: - Nghiền khô bột protein hay protein cô đặc nhằm tạo bề mặt lớn, tăng khả năng hoà tan, hấp thụ nước, hấp thụ chất béo, tạo bọt. - Đồng hóa các huyền phù hay dung dịch protein (của sữa): do lực cắt mạnh làm nát vụn các tập hợp protein (micelle) thành các dưới đơn vị nên tăng khả năng nhũ hóa. - Tạo bọt: lực cắt làm biến tính bề mặt và tập hợp protein. - Tạo bột nhão, tạo sợi, nấu đùn: lực cắt làm các phân tử protein sắp xếp lại, trao đổi các cầu disulfur, tân tạo mạng lưới protein. Động tác kéo vuốt, nhào trộn nhiều lần làm cho mạng protein, nhất là xoắn α bị phá hủy. 2. Xử lý nhiệt: Là công đoạn phổ biến và quan trong cho các sản phẩm thực phẩm. Tuỳ mức độ gia nhiệt mà chất lượng thực phẩm tốt hơn hay kém đi. a. Gia nhiệt ở nhiệt độ cao: * Gia nhiệt vừa phải: protein chỉ bị biến tính. - Các độc tố có bản chất protein thực phẩm (enterodoxin của Staphylococus aureces) hay các chất kìm hãm enzym tiêu hóa (antitrypsin Kunitz và Bowman trong hạt đậu tương) trong nguyên liệu sẽ mất độc tính. - Chần hoặc nấu (khi đóng hộp rau quả) làm vô hoạt các enzin (protein, polyphenoloxidase, lypoxydase) vốn tạo ra màu sắc, mùi vị xấu và giảm hàm lượng protein của thực phẩm. - Các protein như glyxinin đậu tương, ovalbumin, colagen cũng dễ tiêu hóa hơn do mạch peptide duỗi ra, để lộ các gốc acid amin tạo điều kiện tác dụng thuận lợi cho protease. * Gia nhiệt trên 1000C: xảy ra phản ứng khí amin. Tuy không ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng nhưng sự xuất hiện lại các nhóm carboxyl làm thay đổi pI và các tính chất của protein. * Gia nhiệt kiểu thanh trùng ở nhiệt độ trên 110 – 1150C: một phần các gốc cystein trong thịt, cá, sữa bị phá huỷ tạo thành H2S, acid cysteic, dimethylsulfur và các hợp chất bay hơi khác làm cho sản phẩm có mùi đặc trưng. * Gia nhiệt khan trên 2000C (khi rán thịt, cá): Tryptophan bị vòng hóa tạo ra - carbolin: α- carbolin β- carbolin γ- carbolin ( R = H hay ) ( R = H hay ) ( R = H hay ) * Gia nhiệt ở nhiệt độ cao trên 2000C ở pH trung tính hay kiềm: - Thủy phân liên kết peptide và đồng phân hóa các gốc acid amin tạo hỗn hợp racemic. Đồng phân D làm giảm giá trị dinh dưỡng 50%, giảm độ tiêu hóa của protein (các liên kết peptide chứa D – acid amin khó bị thuỷ phân hơn), có thể gây độc tỷ lệ với lượng được hấp thu qua màng chắn ruột. - Phá huỷ một số acid amin: arginin chuyển thành ornitin, ure, citrulin và amoniac, cystein chuyển thành dehydroalanin. Trong môi trường kiềm: serin, threonin và lysin bị phá huỷ. - Tạo cầu nối đồng hóa trị lysinoalanin, ornitinoalanin, lantionin giữa gốc dehydroalanin (DHA) ở mạch peptide này với gốc lysin, ornitin, cystein ở mạch peptide khác. Gốc DHA tạo ra do phản ứng loại (khử) gốc cystein hoặc phosphoserin: Mạch pepticle chứa gốc lysin, onitin, cystein kết hợp với mạch peptide chứa gốc DHA theo sơ đồ Protein chứa cầu đồng hóa trị kiểu này thường bị giảm giá trị dinh dưỡng. Có thể dùng NH3 để hạn chế tạo các cầu nối, tuy nhiên việc xử lý kiềm và xử lý nhiệt vừa phải chỉ tạo ra lượng rất nhỏ lysinoanilin và đồng đẳng của nó. * Xử lý nhiệt thịt hoặc cá ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ thanh trùng còn tạo cầu đồng hóa trị kiểu isopeptide giữa gốc lysin ở mạch peptide này và gốc glutamic hay aspartic ở mạch peptide khác Về mặt dinh dưỡng: giảm độ tiêu hóa, hệ số sử dụng và giá trị sinh học của protein. Mặt khác do hiệu ứng không gian của các cấu glutamil – lysyl hay aspartyl – lysyl làm chậm quá trình tiêu hóa. b. Gia nhiệt có pH: - Gần pH: dung dịch protein đậm đặc sẽ tạo gel. Nếu đun nóng kéo dài, một số gel sẽ bị phá huỷ. - Khi có mặt các cation, đặc biệt là Ca2+ thuận lợi cho sự tập hợp, nhiệt độ tạo gel sẽ giảm, nhất là khi các nhóm carboxyl bị ion hóa ở pH > pI Ca2+ còn làm cứng các gel đã hình thành do nhiệt (gel đậu phụ). c. Ở nhiệt độ thấp: - Protein có tỷ lệ acid amin kỵ nước / háo nước cao dễ bị biến tính ở nhiệt độ thấp. - Ở nhiệt độ lạnh đông, một số protein sẽ tập hợp và kết tủa. Ví dụ: actomiosin của cá bị cứng giảm khả năng giữ nước, micelle casein trong sữa bị kết tủa, lòng đỏ trứng bị đặc và tạo gel; sự chảy dịch của gel sau khi bảo quản và làm tan giá là do tăng tương tác protein – protein ở điều kiện lạnh đông. d. Sấy, phơi: Protein sẽ có độ xốp cao khi khử nước nhanh chóng dưới dạng hơi bằng cách lấy thăng hoa hay sấy phun. Vì khi đó chỉ tạo sự tập trung tối thiểu các tiểu phần cũng như sự di chuyển tối thiểu các muối và glucid đến bề mặt sấy. II. Các biện pháp hóa học: 1. Thay đổi pH: - Đưa pH đến acid hay kiềm: protein sẽ cố định được các anion và cation đồng thời thay đổi khả năng hòa tan. Ví dụ: Ca2+ làm giảm tính hòa tan tại pH trung tính hay kiềm NaCl làm giảm tính hoà tan tại pH kiềm, tăng tính hòa tan tại pI. - Đưa pH đến kiềm yếu: do lực đẩy tĩnh điện của các nhóm carboxyl đã ion hóa, các protein thấp phần tử sẽ hoà tan. Ví dụ: protein của điện phụ sau khi sấy phun có độ hòa tan cao, tính chất bề mặt và hấp thụ nước tốt. - Với protein đậu tương: kiềm hóa đến pH = 10 – 12 rồi trung hòa làm cho protein giãn mạch; sau đó sấy phun thì protein sẽ tạo gel khi được hydrat hóa ở nhiệt độ thường. Cách này cũng làm tăng độ nhũ hóa và dễ bị kết tủa bởi Ca2+ của globulin. - Ở pH thích hợp và có các ion đa hóa trị hay chất đa điện ly sẽ tăng khả năng tạo cầu nối ion giữa các phân tử protein. Ví dụ: ° Ở pH trung tính hay kiềm, Ca2+ và các chất tạo phức liên kết các nhóm carboxyl hay phosphoseryl tạo các calci proteinat đều tan và dễ tạo gel khi đun nóng. Trong sản xuất phomat nóng chảy (75-1050C), thêm 3% phụ gia polyphosphat làm giảm kích thước micelle casein (do lấy Ca2+), tăng tương tác kỵ nước giữa siêu micelle và lipid nên làm bền các nhũ tương hóa. ° Thịt muối bằng polyphosphat vàNaCl giữ nước tốt do sự phân ly protein và tạo phức với Ca2+ 2. Xử lý bằng dung môi: - Mục đích khử các phospholipid, nước, muối vô cơ, glucid hòa tan khi chuẩn bị các protein. - Xử lý bằng dung môi có độ phân cực khác nhau thường để lộ vùng kỵ nước mà trước đó bị che khuất làm cho protein kết tủa không thuận nghịch (ở pH trung tính hay pI). Phục hồi tính tan bằng cách dùng hỗn hợp nước và dung môi có cực (etanol, iso propanol). Ví dụ: kết tủa protein bằng dung môi có thể tạo gel: Dung dịch 8% protein đậu nành tạo gel với etanol 20%, nếu nồng độ etanol > 40% sẽ gây kết tủa protein do tương tác protein – protein chiếm ưu thế so với protein – nước. 3. Gắn vào protein các nhóm chức: - Thay đổi độ có cực của protein dẫn đến thay đổi khả năng tương tác của protein với các chất khác. - Gắn vào protein các nhóm cacboxyl ion hóa được tạo lực đẩy tĩnh điện, protein bị phân ly, giãn mạch, thay đổi tính tan (cả ở pI). Ứng dụng: + Trích ly các protein từ vi sinh vật hay thực vật. + Tăng khả năng hấp thụ nước và độ bền nhiệt, tăng độ nhạy khi kết tủa bởi Ca2+. + Tăng khả năng tạo gel của protein cá. + Tăng khả năng tạo nhũ và tạo bọt - Đưa các nhóm phosphat hay sulphat vào gluten: tăng khả năng hấp thụ nước, tạo gel, tạo măng. - Gắn vào protein các chất hoạt động bề mặt (natri dodecylsulfat): có vai trò như chất đệm giữa vùng kỵ nước của protein và môi trường háo nước phá hủy tương tác kỵ nước, làm giãn mạch và biến tính protein. - Các chất tẩy rửa dạng anion làm cho protein tích điện âm (ở pH gần trung tính), làm tăng lực đẩy bên trong và biến tính protein. 4. Tạo cầu đồng hóa trị: - Tạo protein kỵ nước nhờ đưa vào protein các nhóm không cực (acyl hóa khử hay alkyl hóa khử nhóm -NH2, thiol hay hydroxyl) Mức độ kỵ nước phụ thuộc bản chất acid amin hay acid béo sử dụng (mạch dài hay ngắn) và tỷ lệ phản ứng. Ví dụ: Sự acetyl hóa ° Tăng tính nhũ hóa của protein sữa và glycinin đậu nành (do phân tử trở nên rất lưỡng cực). ° Giảm tính hấp thụ nước của protein đậu nành. - Tạo các cầu disulfur bằng phản ứng oxy hóa vừa phải các nhóm thiol khi có mặt không khí, bromat hay enzym oxy hóa. Ví dụ: Cải thiện tính nhớt dẻo của gluten trong công nghệ bánh mì. Cầu disulfur có thể bị phá hủy khi có các chất khử như: cystein, acid ascorbic, -mercaptoethanol hay môi trường kiềm. Protein bị khử thường hòa tan tốt hơn và dễ làm sạch hơn nhưng bị mất một số tính chất (tạo gel). - Tạo liên kết đồng hóa trị với acid amin không thay thế để tăng giá trị dinh dưỡng protein. Ví dụ: Gắn methionin vào protein đậu nành. III. Một số ứng dụng 1. Tạo gel a. Một số sản phẩm thường gặp Protein có tác dụng tạo độ cứng, độ đàn hồi, tăng khả năng hấp thụ nước, tạo độ dày, tạo lực liên kết (bám dính) giữa các tiểu phần, làm bền nhũ tương và bọt cho các sản phẩm thực phẩm như: phomát, giò lụa, giò cá (kamaboko), gel gelatin, đậu phụ, bánh mì (bột nhào), thịt giả (protein thực vật), yaourt, kẹo dẻo, thịt đông,… b. Tính chất tạo gel của một số protein thực phẩm * Protein của cơ vân : - Là tác nhân gắn kết trong thịt “tái tạo”, các loại giò; tác nhân làm bền nhũ tương trong xúc xích; tác nhân làm mịn và đàn hồi trong Kamaboco. - Tính chất đặc trưng của sản phẩm phụ thuộc bản chất và độ tươi của nguồn protein. * Protein của sữa: Khả năng đông tụ của các micelle casein dùng để chế biến phomát và các sản phẩm từ sữa. * Protein của trứng: - Protein của lòng trắng trứng là tác nhân tạo gel và gắn kết tốt nhất. Ví dụ: Conalbumin và ovalbumin có pI = 4,6, biến tính ở 57 – 650C và 72 – 840C, ở nồng độ trên 5% có thể tạo gel trong khoảng pH rất rộng (3 đến 11). 2. Tạo kết cấu và tạo hình các sản phẩm thực phẩm a. Đông tụ nhiệt và tạo màng mỏng - Do gel gelatin tạo ra chủ yếu bằng liên kết hydro, có tính thuận nghịch : trên 30oC thì tan chảy, để nguội thì tái lập. Ví dụ: + Màng thu được do đông tụ dung dịch đặc protein đậu tương thường mỏng, mịn, ngậm nước, có thể cuộn lại, ép và cắt. + Màng mỏng lipoprotein tự hình thành trên bề mặt sữa đậu nành khi để ở 950C trong vài giờ. b. Tạo sợi - Protein thực vật (đặc biệt là đậu tương) và các protein sữa bị biến tính, duỗi mạnh, được gia cố tại pI, sau đó sắp xếp định hướng theo một trục gọi là quá trình kéo sợi. Có thể sử dụng hay không sử dụng chất kết dính (polysaccharide ái nước làm tăng số liên kết hydro, gelatin, lòng trắng trứng, gluten). - Ứng dụng: từ protein hình cầu (thực vật) tạo các sản phẩm tái kết cấu protein dạng sợi tương tự jambon, thịt gia cầm, thịt cá. - Khi đun nóng, nhiều phomát bị nóng chảy thường có xu hướng tạo sợi. c. Phương pháp đùn nhiệt dẻo - Hỗn hợp protein và polysaccharide đã hydrat hoá đến 10 – 30% sau khi chịu nhiệt độ, áp suất cao và cường độ lực cắt lớn sẽ tạo thành kết cấu bọt, khô và rất phồng. Khi tái hydrat hoá ở 600C, thu được cấu trúc sợi, xốp, hơi đàn hồi, bền khi thanh trùng, có độ nhuyễn khá giống thịt. Điều kiện: protein ban đầu có độ hoà tan khá, khối lượng phân tử cao. - Ứng dụng: tạo hình các protein thực vật (casein, gluten). - Khi đông tụ nhiệt cho protein có hàm lượng nước trên 60 – 80%, các màng hoặc gel tạo ra sẽ ngậm nước, không phồng. Có thể tăng độ cứng bằng tác nhân tạo mạng lưới như glutaraldehyd. - Ứng dụng: tạo hình máu, thịt, cá (đã rút xương). 3. Tạo bột nhão và kết cấu xốp của sản phẩm - Các protein gliadin và glutenin của gluten bột mì có khả năng tạo bột nhão mang tính cố kết, dẻo và giữ khí, khi gia nhiệt sẽ tạo cấu trúc xốp cho bánh mì. - Cơ chế tạo bột nhão (thành phần chính: bột mì, H2O, NaCl). Thành phần các chất trong bột nhão Thành phần Số lượng (theo trọng lượng) Vai trò Bột mì Nước Natri clorua Nấm men Malt Muối amon Đường (saccharose hoặc glucose) Bột sữa (đã tách bơ) Lipid Calcipropionat Vitamin 100 50 - 65 2 2 0,5 0,5 6 6 4 0,2 Vết Nguồn gluten, tinh bột, lipid Tác nhân hóa dẻo Tạo vị, làm cứng gluten Lên men để tạo Nguồn amylase, protease Cơ chất cho nấm men Tạo vị, màu, cơ chất cho nấm men Tạo vị, màu, tác dụng đệm pH Cải biến kết cấu Tác nhân chống vi sinh vật Tăng giá trị dinh dưỡng + Khi thêm H2O, NaCl và nhào trộn 10 – 20 phút, protein sẽ hấp thụ nước, giãn mạch từng phần, sắp xếp lại tạo nên liên kết kị nước và các cầu disulfur mới. Sau đó, màng mỏng protein bao quanh các hợp phần khác trong bột mì được thiết lập. Khối bột đàn hồi và dễ chảy gọi là bột nhão. + Sau khi lên men từ 2 – 3h, khí CO2 tạo ra làm bột nhão phồng lên dưới dạng những túi khí được bao bằng màng mỏng gluten. Tính chất của màng: dễ kéo giãn, thay đổi hình dạng, không thấm khí (giữ được CO2 và trương phồng), đàn hồi (tạo cấu trúc xốp); giữ nước (sản phẩm có độ mềm sau khi nướng). - Khi nướng ở nhiệt độ trên 70 – 800, một phần H2O giải phóng khỏi protein, được hồ tinh bột hấp thụ; một phần được giữ lại tạo độ mềm cho ruột bánh (40 – 50% H2O). Các protein hoà tan (albumin, globulin) biến tính, tạo gel, góp phần hình thành ruột bánh. - Có thể thêm vào sản phẩm các protein ngoại (của đậu tương hay sữa đã biến tính nhiệt vừa phải) để tăng giá trị dinh dưỡng. Bằng cách sử dụng các chất gắn kết (glycolipid của bột mì, chất hoạt động bề mặt). 4. Tạo nhũ - Nói chung, các protein là chất làm bền nhũ tương thực phẩm. Các protein có tính chất tạo nhũ tốt: Tốt nhất là các caseinat: độ hòa tan cao, có độ giãn mạch tự nhiên, vùng háo nước và ưa béo tách biệt. Micelle casein: sữa bột đã tách kem. Actomiosin: protein của thịt và cá. Protein đậu tương (nhất là các isolat đậu phụ). Protein huyết tương và glolin của máu - Một số sảm phẩm thường gặp : sữa kem, kem đá, bơ, phomat nóng chảy, thịt nghiền nhỏ làm xúc xích. 5. Tạo bọt - Các protein tạo bọt tốt: lòng trắng trứng, globin, hemoglobin, gelatin, lactorerum, micelle casein, casein , protein lúa mì (glutenin), protein đậu tương,… - Một số sản phẩm thường gặp: kem ướp lạnh, kem đá, bọt bia, bánh mì, lòng trắng trứng đánh dậy bọt… - Sơ lược về quá trình làm kem : kem là một hệ thống nhũ tương và bọt, thành phần gồm sữa, kem, đường, chất thơm, chất làm bền ( 1%) + Thanh trùng hỗn hợp từ 25- 30 phút ở 65- 820C, để vài giờ ở 40C. Chất béo sẽ đóng rắn làm khô kem, chất làm bền tạo gel với pha nước làm tăng độ nhớt hỗn hợp, giảm sự tạo thành tinh thể đường và đá (có thể kết hợp đánh khuấy ). +Làm lạnh nhanh đến -60 C , đánh khuấy với không khí để tạo bọt.sau đó ở nhiệt độ không qua ù-80C. Bọt bền do màng protein tạo gel và đông lại. Kem bị vỡ rất nhanh khi tan chảy do màng protein quá mềm, làm không khí từ các bọt thoát ra. D- PHẢN ỨNG MAILLARD Là phản ứng tạo màu giữa acid amin và đường, sản phẩm tạo ra là những hợp chất có màu sẫm và có mùi đặc trưng (melanoidin) I. Sự tạo màu của phản ứng Maillard Dựa vào mức độ màu sắc của sản phẩm có thể chia thành ba giai đoạn liên tiếp nhau: - Giai đoạn đầu: + Sản phẩm của giai đoạn đầu không màu và không hấp thụ ánh sáng cực tím. + Gồm phản ứng ngưng tụ carbonylamin và phản ứng chuyển vị Amadori. - Giai đoạn thứ hai: + Sản phẩm của giai đoạn này không màu hoặc có màu vàng nhưng hấp thụ mạnh ánh sáng cực tím. + Gồm các phản ứng khử nước của đường, phân huỷ đường và các hợp chất amin. - Giai đoạn cuối: + Sản phẩm của giai đoạn cuối có màu nâu đậm (do sự tạo nên các polymer không no hoà tan và không hoà tan trong nước nhưng đều có màu nâu đậm và có tên gọi chung là melanoidin) + Gồm phản ứng ngưng tụ aldol, trùng hợp hoá aldehydamin, và tạo thành hợp chất dị vòng chứa nitơ. II. Sự tạo mùi của phản ứng Maillard Trong quá trình gia nhiệt các acid amin tương tác với đường và tạo thành các aldehyd và các reduton theo sơ đồ phảh ứng như sau: Bản thân các furfurol và oxymethylfurfurol là những aldehyd vòng có mùi đặc trưng. Furfurol có mùi táo do đường pentose tạo thành , còn oxymethylfurfurol có mùi dễ chịu và do đường hexose tạo thành. Ngoài hai aldehyd trên còn có các aldehyd khác được tạo thành do sự tương tác giữa acid amin với furfurol hoặc với các reducton. Điều này có nghĩa là hương thơm của thành phẩm là do các acid amin quyết định. Ví dụ: từ leucin sẽ cho aldehyd có mùi thơm của bánh mì ; từ glycin sẽ cho aldehyd có mùi mật và mùi thơm bia ; từ valin và phenylalanin sẽ cho aldehyd có mùi thơm dịu của hoa hồng … III. Điều kiện để phản ứng Maillard xảy ra 1. Aûnh hưởng của acid amin và đường - Đối với peptide, protein thì khả năng phản ứng do nhóm quyết định, có trong protein càng nhiều thì khả năng phản ứng càng mạnh. - Đối với acid amin thì khả năng tham gia phản ứng phụ thuộc vào độ dài của mạch carbon và vị trí nhóm amin so với nhóm carboxyl (nhóm amin càng xa nhóm carboxyl thì tham gia phản ứng càng mạnh), α- acid amin hoạt động kém hơn β-acid amin. -Các acid amin sẽ cho sản phẩm những mùi và độ sẫm màu khác nhau. Ví dụ: Glycocol phản ứng nhanh cho màu rất đậm và có mùi bia và vị hơi chua Alanin phản ứng rất chậm cho màu nâu sẫm và có mùi thơm hoa hồng Leucin cho sản phẩm màu không đáng kể nhưng có mùi bánh mì rõ rệt - Đối với đường khử thì điều kiện cần thiết để tạo phản ứng melanoidin là có nhóm carboxyl. Ví dụ: Glucose phản ứng mãnh liệt nhất, rồi đến galactose và lactose Fructose phản ứng nhanh hơn glucose Saccharose không phản ứng với acid amin - Ngoài ra cường độ phản ứng melanoidin còn phụ thuộc vào tỉ lệ giữa nồng độ đường và nồng độ acid amin (tỉ lệ giữa acid amin và đường thích hợp nhất là 1/2 hoặc 1/3 ), tuy nhiên phản ứng vẫn có thể tiến hành ngay cả khi tỉ lệ trên rất nhỏ (1/40 – 1/300) 2. Aûnh hưởng của nước - Sự có mặt của nước là điều kiện cần thiết để tiến hành phản ứng, nồng độ tác chất càng cao lượng nước càng ít thì tạo melanoidin càng mạnh. 3. Ảnh hưởng của nhiệt độ và pH - Nhiệt độ : ở va