Đề 3 – Bài tập, đề thi trắc nghiệm online Hóa học thực phẩm

Mục tiêu chính của sấy khô là giảm hoạt độ của nước (water activity - aw) trong thực phẩm xuống mức mà vi sinh vật không thể phát triển và các phản ứng hóa học, enzyme diễn ra chậm hơn, từ đó kéo dài thời gian bảo quản.

Vitamin C là một chất chống oxy hóa mạnh, giúp bảo vệ tế bào khỏi tổn thương do gốc tự do. Nó cũng rất cần thiết cho việc tổng hợp collagen, một protein quan trọng cho da, xương, mạch máu và mô liên kết. Vitamin C không cung cấp năng lượng trực tiếp, không tham gia đông máu hay hấp thụ canxi (vitamin D có vai trò trong hấp thụ canxi, vitamin K trong đông máu).

Protein được cấu tạo từ các đơn phân là amino acid, liên kết với nhau bằng liên kết peptide tạo thành chuỗi polypeptide. Glucose là đơn vị của carbohydrate, acid béo là đơn vị của lipid, nucleotide là đơn vị của acid nucleic.

Tinh bột là polysaccharide dự trữ năng lượng chính trong thực vật, được tổng hợp từ glucose và lưu trữ trong các bào quan lạp thể. Xenlulozo là thành phần cấu trúc tế bào thực vật, kitin là polysaccharide cấu trúc trong côn trùng và nấm, glycogen là polysaccharide dự trữ năng lượng ở động vật.

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

Caramel hóa là quá trình nhiệt phân đường ở nhiệt độ cao, chỉ liên quan đến đường và tạo ra hương vị caramel đặc trưng. Phản ứng Maillard cần cả đường khử và amino acid/protein, xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn caramel hóa và tạo ra hương vị phức tạp hơn, thường gặp trong thực phẩm nướng, rán.

Các đơn phân đường (monosaccharide) trong polysaccharide được liên kết với nhau bằng liên kết glycosidic, tạo thành chuỗi dài. Liên kết peptide liên kết amino acid trong protein, liên kết ester có trong lipid (như triglyceride), liên kết hydrogen là liên kết yếu hơn, đóng vai trò trong cấu trúc bậc cao của protein và acid nucleic.

Axit béo omega-3, như EPA và DHA, được chứng minh có nhiều lợi ích cho sức khỏe, đặc biệt là giảm nguy cơ bệnh tim mạch bằng cách giảm triglyceride, huyết áp và viêm nhiễm. Chúng không làm tăng cholesterol LDL, không trực tiếp tăng hấp thụ vitamin, và không phải là nguồn năng lượng tức thời chính.

Rennet, chứa enzyme chymosin, là một enzyme protease đặc biệt được sử dụng phổ biến trong sản xuất pho mát để làm đông tụ casein, protein chính trong sữa, tạo thành curd (sữa đông).

Lên men lactic là quá trình vi sinh vật (chủ yếu là vi khuẩn lactic) chuyển hóa đường lactose trong sữa thành axit lactic. Axit lactic làm giảm pH, gây đông tụ protein sữa và tạo ra hương vị đặc trưng của sữa chua. Ethanol là sản phẩm của lên men rượu, axit acetic là sản phẩm của lên men acetic, carbon dioxide là sản phẩm của một số quá trình lên men khác.

Phản ứng Maillard là phản ứng hóa học giữa nhóm amino của amino acid hoặc protein và nhóm carbonyl của đường khử, thường xảy ra khi gia nhiệt và tạo ra các hợp chất melanoidin màu nâu và hương vị phức tạp.

Phospholipid là lipid chính cấu tạo nên màng tế bào. Chúng có đầu ưa nước (phosphate) và đuôi kỵ nước (acid béo), tạo thành lớp kép lipid trong màng tế bào. Triglyceride là dạng dự trữ năng lượng chính, steroid (như cholesterol) có vai trò khác, sáp là lớp bảo vệ bề mặt.

Blanching (chần) là quá trình xử lý nhiệt nhanh (nhúng vào nước sôi hoặc hơi nước nóng) rau quả trước khi đông lạnh. Mục đích chính là vô hoạt các enzyme như polyphenol oxidase và peroxidase, là nguyên nhân gây biến đổi màu sắc, mùi vị và giảm chất lượng rau quả trong quá trình đông lạnh và bảo quản.

Chất xơ thực phẩm là polysaccharide, là các carbohydrate phức tạp mà cơ thể người không tiêu hóa được bằng enzyme tiêu hóa. Chúng bao gồm cellulose, hemicellulose, pectin, lignin, v.v. Monosaccharide là đường đơn, disaccharide là đường đôi, oligosaccharide là chuỗi ngắn các đường đơn.

Glucose là một monosaccharide (đường đơn) phổ biến nhất trong tự nhiên và trong thực phẩm. Nó là nguồn năng lượng chính cho tế bào. Sucrose (đường mía) là disaccharide (glucose + fructose), lactose (đường sữa) là disaccharide (glucose + galactose), maltose (đường mạch nha) là disaccharide (glucose + glucose).

Denaturation (biến tính protein) là quá trình làm phá vỡ cấu trúc bậc cao (bậc 2, 3, 4) của protein, do tác động của nhiệt độ, pH, hóa chất,... làm protein mất cấu trúc không gian ba chiều đặc trưng và do đó mất chức năng sinh học. Hydrat hóa là quá trình protein kết hợp với nước, este hóa là phản ứng tạo este, polyme hóa là quá trình tạo polymer.

Sucrose (đường mía) là disaccharide được tạo thành từ một phân tử glucose và một phân tử fructose liên kết với nhau. Lactose (đường sữa) là glucose + galactose, maltose (đường mạch nha) là glucose + glucose, galactose là monosaccharide.

Acrylamide có thể hình thành trong thực phẩm giàu carbohydrate (như khoai tây, ngũ cốc) khi được chế biến ở nhiệt độ cao, đặc biệt là các phương pháp chiên rán, nướng, rang. Phản ứng hình thành acrylamide liên quan đến amino acid asparagine và đường khử trong thực phẩm khi gia nhiệt trên 120°C. Luộc, hấp thường không đạt nhiệt độ cao như chiên rán.

Oxy hóa chất béo là quá trình chất béo phản ứng với oxy, tạo ra các sản phẩm phụ gây mùi vị ôi khét, làm giảm chất lượng cảm quan và giá trị dinh dưỡng của thực phẩm.

Chiếu xạ thực phẩm sử dụng năng lượng ion hóa, thường là tia gamma từ coban-60 hoặc cesium-137, hoặc chùm tia điện tử (electron beam) để tiêu diệt vi sinh vật, côn trùng, và làm chậm quá trình chín, kéo dài thời hạn sử dụng. Sóng vi ba và tia hồng ngoại tạo nhiệt, sóng radio dùng trong truyền thông, không có đủ năng lượng ion hóa.

Vitamin K rất quan trọng cho quá trình đông máu, nó cần thiết cho việc tổng hợp các yếu tố đông máu trong gan. Vitamin C liên quan đến tổng hợp collagen và chức năng miễn dịch, vitamin D liên quan đến hấp thụ canxi và sức khỏe xương, vitamin E là chất chống oxy hóa.

Nitrite và nitrate được sử dụng trong chế biến thịt (như thịt xông khói, xúc xích) chủ yếu để bảo quản (ức chế vi khuẩn Clostridium botulinum gây ngộ độc botulism) và tạo màu hồng đặc trưng cho thịt đã qua chế biến. Chúng cũng có thể ảnh hưởng đến hương vị và kết cấu thịt, nhưng không làm tăng giá trị dinh dưỡng hay giảm cholesterol.

Butylated hydroxytoluene (BHT) là một chất chống oxy hóa tổng hợp phổ biến, được sử dụng để ngăn chặn quá trình oxy hóa chất béo và dầu trong thực phẩm, kéo dài thời hạn sử dụng. Natri benzoate và kali sorbate là chất bảo quản kháng nấm và vi khuẩn, axit sorbic cũng là chất bảo quản.

Rancidity (ôi khét) của chất béo không bão hòa chủ yếu là do phản ứng oxy hóa. Liên kết đôi trong acid béo không bão hòa dễ bị tấn công bởi oxy, tạo ra các sản phẩm phụ gây mùi và vị ôi khét. Thủy phân là cắt liên kết ester, hydrogen hóa là cộng hydro vào liên kết đôi, este hóa là tạo liên kết ester.

Stevia là chất tạo ngọt tự nhiên có nguồn gốc từ cây cỏ ngọt, không chứa calo và có độ ngọt cao hơn đường sucrose nhiều lần. Aspartame chứa rất ít calo nhưng vẫn có calo. Fructose là đường đơn chứa calo. Sorbitol là alcohol đường, chứa calo nhưng ít hơn đường sucrose.

Điểm khác biệt chính giữa chất béo bão hòa và không bão hòa là ở liên kết đôi carbon-carbon trong mạch acid béo. Acid béo bão hòa không có liên kết đôi, mạch carbon `bão hòa` với hydro. Acid béo không bão hòa chứa một hoặc nhiều liên kết đôi. Cả hai loại đều chứa glycerol và có thể có mạch carbon dài ngắn khác nhau.

Gluten là protein phức tạp hình thành khi bột mì trộn với nước. Nó tạo ra mạng lưới đàn hồi, giữ khí CO2 sinh ra trong quá trình lên men, giúp bánh mì có cấu trúc xốp, nhẹ. Gluten không tạo vị ngọt, màu sắc vỏ bánh hoặc tăng giá trị dinh dưỡng đáng kể so với các thành phần khác.

Trong sản xuất bia (giai đoạn `malting` và `mashing`), enzyme amylase có trong mầm lúa mạch (malt) được kích hoạt để thủy phân tinh bột trong hạt lúa mạch thành các đường đơn giản, chủ yếu là maltose. Đường này sau đó sẽ được men bia sử dụng để lên men thành ethanol và carbon dioxide. Enzyme protease chuyển hóa protein, men bia chuyển hóa đường thành ethanol, hoa bia tạo vị đắng.

Lecithin là một phospholipid tự nhiên, thường được chiết xuất từ đậu nành hoặc lòng đỏ trứng, và được sử dụng rộng rãi làm chất nhũ hóa trong thực phẩm để giúp trộn lẫn và ổn định các hỗn hợp không hòa tan như dầu và nước (ví dụ: mayonnaise, chocolate). Axit citric là chất điều chỉnh độ axit, natri bicarbonate là chất tạo nở, CMC là chất làm đặc và ổn định.

Mỗi enzyme có một khoảng pH hoạt động tối ưu riêng, tại đó enzyme hoạt động hiệu quả nhất. pH quá cao hoặc quá thấp so với pH tối ưu có thể làm thay đổi cấu trúc enzyme và giảm hoặc mất hoạt tính xúc tác. Không phải enzyme nào cũng hoạt động tốt nhất ở pH trung tính.