Đề 15 – Bài tập, đề thi trắc nghiệm online Hóa học thực phẩm

Khi nấu chín, nhiệt làm protein bị biến tính, tức là cấu trúc bậc hai, bậc ba, bậc bốn của protein bị phá vỡ. Sau đó, các protein biến tính này liên kết lại với nhau, tạo thành mạng lưới ba chiều, gây ra hiện tượng đông tụ (ví dụ: trứng luộc chín). Protein không bị thủy phân hoàn toàn thành amino acid khi nấu chín thông thường, và không chuyển hóa thành carbohydrate hay tăng cường hoạt tính enzyme.

Aspartame là một chất làm ngọt nhân tạo có độ ngọt cao hơn đường sucrose nhiều lần nhưng cung cấp rất ít hoặc không calo, thường được sử dụng trong thực phẩm và đồ uống `ăn kiêng`. Axit citric là chất điều chỉnh độ axit. Natri glutamat là chất điều vị (umami). Kali sorbat là chất bảo quản.

Hiện tượng ôi thiu (rancidity) của chất béo là do phản ứng oxy hóa lipid, đặc biệt là các axit béo không bão hòa. Quá trình oxy hóa tạo ra các sản phẩm phụ có mùi và vị khó chịu (ôi khét). Este hóa là phản ứng tạo ester. Xà phòng hóa là phản ứng thủy phân ester của chất béo trong môi trường kiềm. Thủy phân protein là phân cắt protein thành peptide và amino acid.

Nhiệt độ, nồng độ chất phản ứng và pH đều là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hóa học trong thực phẩm. Áp suất khí quyển thường ít ảnh hưởng đáng kể đến các phản ứng trong thực phẩm ở điều kiện thông thường, trừ khi có áp suất rất cao hoặc rất thấp (ví dụ: trong chế biến thực phẩm áp suất cao).

Phương pháp Kjeldahl là phương pháp kinh điển và phổ biến để xác định hàm lượng protein trong thực phẩm, dựa trên việc đo lượng nitơ tổng và chuyển đổi sang hàm lượng protein (vì protein chứa khoảng 16% nitơ). Sắc ký khí và HPLC thường dùng để phân tích các hợp chất hữu cơ cụ thể. Quang phổ hấp thụ nguyên tử thường dùng để xác định hàm lượng kim loại.

Công nghệ rào cản (Hurdle Technology) là phương pháp bảo quản thực phẩm bằng cách kết hợp nhiều yếu tố ức chế (rào cản) sự phát triển của vi sinh vật (ví dụ: pH thấp, hoạt độ nước thấp, nhiệt độ, chất bảo quản...). Mỗi rào cản riêng lẻ có thể không đủ, nhưng khi kết hợp lại, chúng tạo ra hiệu quả bảo quản tổng hợp, đảm bảo an toàn và chất lượng thực phẩm.

Chất chống oxy hóa ngăn chặn hoặc làm chậm quá trình oxy hóa lipid và các thành phần khác trong thực phẩm, từ đó kéo dài thời hạn sử dụng và duy trì chất lượng. Chúng không trực tiếp tăng cường hương vị, cải thiện màu sắc hay cung cấp chất dinh dưỡng (mặc dù một số chất chống oxy hóa có thể là vitamin).

Lecithin là một phospholipid tự nhiên, hoạt động như một chất nhũ hóa, giúp trộn lẫn chất béo và nước trong thực phẩm (ví dụ: lòng đỏ trứng trong mayonnaise). Axit benzoic, natri benzoat và kali sorbat là chất bảo quản.

Curcumin là chất tạo màu vàng tự nhiên có trong củ nghệ, được sử dụng rộng rãi làm phẩm màu thực phẩm và có nhiều lợi ích sức khỏe. Carotenoid tạo màu vàng, cam, đỏ (ví dụ: cà rốt). Anthocyanin tạo màu đỏ, tím, xanh (ví dụ: quả mọng). Chlorophyll tạo màu xanh (ví dụ: rau xanh).

Sulfites (ví dụ: sulfur dioxide, natri sulfite) được sử dụng làm chất bảo quản thực phẩm chủ yếu nhờ khả năng chống oxy hóa và kháng khuẩn, giúp ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật và các phản ứng oxy hóa gây hư hỏng thực phẩm. Chúng không có chức năng tạo màu, tăng hương vị hay làm ngọt.

Đậu (legumes) chứa oligosaccharide (ví dụ: raffinose, stachyose) mà cơ thể người không tiêu hóa được, khi xuống ruột già bị vi khuẩn lên men tạo khí, gây đầy hơi. Ngâm đậu giúp hòa tan và loại bỏ một phần các oligosaccharide này, giảm tình trạng khó tiêu. Ngâm đậu không làm thay đổi đáng kể hàm lượng protein hay chất xơ, và việc mềm vỏ đậu chỉ là một lợi ích phụ.

Cháy lạnh (freezer burn) xảy ra khi nước đá trên bề mặt thực phẩm đông lạnh thăng hoa, tức là chuyển trực tiếp từ trạng thái rắn (đá) sang trạng thái khí (hơi nước), dẫn đến bề mặt thực phẩm bị khô, mất nước và thay đổi chất lượng. Oxy hóa lipid, phản ứng Maillard và thủy phân protein không phải là nguyên nhân chính gây cháy lạnh.

Hầu hết các enzyme có hoạt động tối ưu ở một pH nhất định (thường là pH trung tính hoặc gần trung tính). Độ pH quá thấp (môi trường axit) hoặc quá cao (môi trường kiềm) thường làm biến tính enzyme và giảm hoạt động của chúng.

Liên kết hydro giữa các nhóm carbonyl và amino trong chuỗi polypeptide là yếu tố chính hình thành cấu trúc bậc hai (alpha-helix và beta-sheet) của protein. Liên kết peptide là liên kết bậc một (primary structure). Liên kết ion và disulfide đóng vai trò trong cấu trúc bậc ba và bậc bốn.

Vitamin K là vitamin tan trong chất béo, cùng với vitamin A, D, E. Các vitamin còn lại (B1, B2, C) là vitamin tan trong nước.

Glucose là một monosaccharide, tức là đường đơn. Sucrose (đường mía), lactose (đường sữa) và maltose (đường mạch nha) là disaccharide, được tạo thành từ hai monosaccharide liên kết với nhau.

Pectinase là enzyme phân hủy pectin, một polysaccharide cấu trúc trong thành tế bào thực vật. Sự phân hủy pectin làm mềm cấu trúc quả, góp phần vào quá trình chín của trái cây. Amylase phân hủy tinh bột. Lipase phân hủy lipid. Protease phân hủy protein.

Phospholipid là thành phần chính cấu tạo nên màng tế bào. Chúng có đầu ưa nước (phosphate) và đuôi kỵ nước (axit béo), tạo thành lớp kép lipid trong màng tế bào. Triglyceride là dạng dự trữ năng lượng. Cholesterol là một steroid lipid, cũng có mặt trong màng tế bào. Axit béo tự do là đơn vị cấu tạo của lipid.

Phản ứng Maillard là phản ứng giữa nhóm carbonyl (aldehyde hoặc ketone) của đường khử (carbohydrate) và nhóm amino của amino acid (protein), tạo ra các hợp chất phức tạp gây màu nâu và hương vị đặc trưng cho thực phẩm nướng, rang.

Cá béo (cá hồi, cá thu, cá trích...) là nguồn thực phẩm rất giàu axit béo omega-3, đặc biệt là EPA và DHA, có lợi cho sức khỏe tim mạch. Thịt đỏ và sản phẩm từ sữa chứa chủ yếu axit béo bão hòa. Dầu thực vật (dầu đậu nành, dầu hướng dương) chứa chủ yếu axit béo omega-6.

Bao bì kim loại (ví dụ: lon nhôm, hộp thép) có khả năng chắn sáng và khí (oxy) tốt nhất, bảo vệ thực phẩm khỏi tác động của ánh sáng và quá trình oxy hóa, kéo dài thời hạn sử dụng. Nhựa PET trong suốt và thủy tinh trong suốt không chắn sáng tốt. Giấy không chắn khí và ánh sáng hiệu quả.

Chiếu xạ (irradiation) là phương pháp khử trùng thực phẩm sử dụng năng lượng ion hóa (ví dụ: tia gamma, tia X, electron beam) để tiêu diệt vi sinh vật, chứ không phải bằng nhiệt. Pasteurization, sterilization và blanching đều là các phương pháp khử trùng bằng nhiệt ở các mức độ khác nhau.

Vitamin K rất quan trọng cho quá trình đông máu. Nó là cofactor cho enzyme cần thiết để tổng hợp các yếu tố đông máu trong gan. Các vitamin khác (C, D, E) không có vai trò trực tiếp trong quá trình đông máu.

Chất xơ thực phẩm chủ yếu là polysaccharide không tinh bột (non-starch polysaccharides), bao gồm cellulose, hemicellulose, pectin, lignin... Chúng không bị tiêu hóa bởi enzyme của người, đóng vai trò quan trọng trong sức khỏe tiêu hóa. Polysaccharide tinh bột (ví dụ: tinh bột) thì có thể tiêu hóa được.

Tinh bột là polysaccharide dự trữ năng lượng chính trong thực vật, được tạo thành từ các đơn vị glucose liên kết với nhau. Xenlulozo là thành phần cấu trúc của thành tế bào thực vật. Kitin là polysaccharide cấu trúc trong nấm và côn trùng. Glycogen là polysaccharide dự trữ năng lượng ở động vật.

Acrylamide có thể hình thành trong thực phẩm giàu carbohydrate khi được chế biến ở nhiệt độ cao, đặc biệt là các phương pháp chiên, nướng, rán. Luộc, hấp và ninh thường không tạo ra lượng acrylamide đáng kể vì nhiệt độ thấp hơn.

Lên men lactic là quá trình vi khuẩn (ví dụ: Lactobacillus) chuyển hóa đường (glucose, lactose) thành axit lactic là sản phẩm chính. Quá trình này được sử dụng trong sản xuất sữa chua, phô mai, dưa chua... Ethanol là sản phẩm chính của lên men rượu. Axit axetic là sản phẩm chính của lên men axetic (giấm).

Aflatoxin là một mycotoxin, độc tố nấm mốc được sản xuất bởi nấm Aspergillus, có thể gây ô nhiễm thực phẩm (đặc biệt là ngũ cốc, lạc, ngô) và gây hại cho sức khỏe con người. Capsaicin là chất tạo vị cay trong ớt. Lycopene là carotenoid tạo màu đỏ trong cà chua. Caffeine là chất kích thích thần kinh.

Làm lạnh làm chậm sự phát triển của vi sinh vật và các phản ứng hóa học bằng cách giảm nhiệt độ, chứ không trực tiếp giảm hoạt độ của nước. Sấy khô, ướp muối và ướp đường đều làm giảm hoạt độ của nước, ức chế sự phát triển của vi sinh vật.

Enzyme rennin (chymosin) được sử dụng để đông tụ casein, protein chính trong sữa, tạo thành curd (đông sữa) trong quá trình sản xuất pho mát. Lactose được phân hủy bởi enzyme lactase. Hương vị pho mát được tạo ra bởi nhiều yếu tố, bao gồm vi sinh vật và quá trình ủ chín.