CÁC TÍNH CHẤT và CHỨC NĂNG của PROTEIN TRONG THỰC PHẨM

NG TH TR ỜNG ĐẠI HỌ KHOA B NG NG NGHIỆP THỰ PHẨM TP.HCM NG NGHỆ THỰ PHẨM MƠN: HĨA HỌ THỰ PHẨM  ĐỂ TÀI: CÁC TÍNH CHẤT VÀ CHỨC NĂNG CỦA PROTEIN TRONG THỰC PHẨM GVHD: TRẦN THỊ MINH HÀ SVTH: Huỳnh Tấn Đạt 2005100054 Nguyễn Tấn Phúc 2005100040 Võ Minh Trí 2008100088 Phạm Quốc Huy 2005100171 Nguyễn Hồng Phúc 2005100031 Lớp: 01DHTP1 TP.HỒ CHÍ MINH 11-2011 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com NG TH TR ỜNG ĐẠI HỌ KHOA NG NG NGHIỆP THỰ PHẨM TP.H M NG NGHỆ THỰ PHẨM M N: HÓA HỌ THỰ PHẨM  TIỂU LUẬN HÓA HỌ THỰ PHẨM ĐỀ TÀI: TÍNH HẤT VÀ HỨ NĂNG ỦA PROTEIN TRONG THỰ PHẨM GVHD: TRẦN THỊ MINH HÀ TP.HỒ CHÍ MINH 11-2011 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤ LỤ Trang LỜI MỞ ĐẦU PHẦN 1: TÍNH CHẤT CỦA PROTEIN 1.1.Khái niệm protein 1.2 ấu trúc protein 1.2.1.Acid amin-Đơn phân protein 1.2.2.Các bậc cấu trúc protein 1.3.Tính chất Hóa-Lý protein 1.3.1.Tính tan protein 1.3.2.Tính hydrat hóa protein 1.3.3.Độ nhớt protein 1.3.4.Hằng số điện môi dung dịch protein 1.3.5.Tính chất điện ly protein 1.3.6.Biểu quang học protein 1.3.7.Kết tủa thuận nghịch không thuận nghịch 1.3.8.Các phản ứng hóa học protein 10 1.3.8.1.Phản ứng với Folin-Ciocalteau 10 1.3.8.2.Phản ứng với Ninhydrin 10 1.3.9.Biến tính protein 11 1.3.9.1.Khái niệm chung 11 1.3.9.2.Các yếu tố gây biến tính 11 1.3.9.3.Tính chất protein biến tính 12 1.3.10 Khả tạo gel protein 13 1.3.11.Khả tạo nhũ protein 15 1.3.12.Các tính chất tạo bọt protein 19 1.3.13.Khả cố định mùi protein 22 PHẦN 2: HỨ NĂNG ỦA PROTEIN 26 PHỤ LỤ 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO 30 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com KẾ HOẠ H PHÂN NG LÀM VIỆ M N: HÓA HỌC THỰC PHẨM NHÓM 01, LỚP 01DHTP1 SÁNG THỨ 4_TIẾT 5,6 ĐỀ TÀI: TÍNH HẤT VÀ HỨ NĂNG ỦA PROTEIN TRONG THỰ PHẨM STT N I DUNG THỰ HIỆN HẠN N P 01 Khái niệm protein ấu trúc protein 02 Tính tan, tính hydrat, 12/11/2011 độ nhớt protein 03 Hằng số điện mơi, tính 14/11/2011 chất điện ly, biểu quang học protein 04 kết tủa thuận nghịch không thuận nghịch, phản ứng hóa học protein 05 iến tính protein NG ỜI NHẬN KÝ NHẬN KÝ GỬI GHI CHÚ 10/11/2011 16/11/2011 18/11/2011 06 Khả tạo gel, tạo nhũ protein 20/11/2011 07 ác tính chất tạo bọt khả cố dịnh mùi protein 22/11/2011 08 Tổng hợp chức Protein 24/11/2011 HUỲNH TẤN ĐẠT Nhóm Trưởng: HUỲNH TẤN ĐẠT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, nhóm ngành Cơng nghiệp thực phẩm phát triển mạnh nhiều quốc gia giới, có quốc gia Việt Nam Công nghiệp thực phẩm không đơn giản chế biến, sản xuất, bảo quản, xuất thực phẩm nước mà bên cạnh đó, cơng nghiệp thực phẩm cịn nghiên cứu ứng dụng tính chất chức thành phần hóa học cấu tạo nên thực phẩm, có protein Protein khơng đơn vị cấu tạo thể động vật người mà giữ vai trò, chức quan trọng nâng đỡ, bảo vệ mô quan, vận chuyển oxy tế bào máu đến để ni tế bào…Do đó, việc tìm hiểu nghiên cứu tính chất chức protein thực phẩm vô quan trọng cần thiết tất người nói chung bạn học sinh sinh viên theo học nhóm ngành nói riêng Vì mà nhóm chúng em nhau nghiên cứu đưa tiểu luận “TÍNH HẤT VÀ HỨ NĂNG ỦA PROTEIN TRONG THỰ PHẨM” nhằm củng cố kiến thức giúp cho người có nhìn tổng qt hơn, sâu sắc protein Dù cố gắng nhiều kiến thức có giới hạn nên khơng tránh khỏi sai sót Rất mong góp ý để nghiên cứu sau đầy đủ sai sót TẬP THỂ NHĨM LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com KHOA NG NGHỆ THỰ PHẨM GVHD: THS TRẦN THỊ MINH HÀ PHẦN 1: TÍNH HẤT ỦA PROTEIN 1.1 Khái niệm protein Protein đại phân tử cấu tạo theo nguyên tắc đa phân mà đơn phân axit amin Chúng kết hợp với thành mạch dài nhờ liên kết peptide (gọi chuỗi polypeptide) Các chuỗi xoắn cuộn gấp theo nhiều cách để tạo thành bậc cấu trúc không gian khác protein 1.2 ấu trúc protein 1.2.1 Axit amin – Đơn phân tạo nên protein Protein hợp chất đại phân tử tạo thành từ nhiều đơn phân axit amin Axit amin cấu tạo ba thành phần: nhóm amin (-NH2), hai nhóm Cacboxyl (-COOH) cuối nguyên tử Cacbon trung tâm đính với nguyên tử Hydro nhóm biến đổi R định tính chất axit amin Người ta phát tất 20 axit amin thành phần tất loại protein khác thể sống 1.2.2 ác bậc cấu trúc protein Người ta phân biệt biệt bậc cấu trúc Protein:  ấu trúc bậc một: Các axit amin nối với liên kết peptit hình thành nên chuỗi polypeptide Đầu mạch polypeptit nhóm amin axit amin thứ cuối nhóm cacboxyl axit amin cuối Cấu trúc bậc protein thực chất trình tự xếp axit amin chuỗi polypeptide Cấu trúc bậc protein có vai trị quan trọng trình tự axit amin chuổi polypeptide thể tương tác phần chuỗi polypeptide, từ tạo nên hình dạng lập thể protein định tính chất vai trị protein Sự sai lệch trình tự xếp axit amin dẫn đến biến đổi cấu trúc tính chất protein HÓA HỌ THỰ PHẨM Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com KHOA  NG NGHỆ THỰ PHẨM GVHD: THS TRẦN THỊ MINH HÀ ấu trúc bậc hai: Là xếp đặn chuỗi polypeptide không gian Chuỗi polypeptide thường không dạng thẳng mà xoắn lại tạo nên cấu trúc xoắn  cấu trúc nếp gấp  , cố định liên kết hydro axit amin gần Các protein sợi keratin, collagen…(có lơn, tóc, móng, sừng) gồm nhiều xoắn  , protein cầu có nhiều nếp gấp   ấu trúc bậc ba: Các xoắn  phiến nếp gấp  cn lại với thành búi có hình dạng lập thể đặc trưng cho loại protein Cấu trúc khơng gian có vai trị định hoạt tính chức protein Cấu trúc lại đặc biệt phụ thuộc vào nhóm –R mạch polypeptide Chẳng hạn nhóm –R cysteine có khả tạo cầu disunfur (-S-S), nhóm –R proline cản trở việc hình thành xoắn, từ vị trí chúng xác định điểm gấp hay, hay nhóm –R ưa nước nằm phía ngồi phân tử, cịn nhóm kị nước chi vào bên phân tử…Các liên kết yếu liên kết hydro hay điện hóa trị có nhóm –R có điện tích trái dấu  ấu trúc bậc bốn: Khi protein có nhiều chuỗi polypeptide phối hợp với tạo nên cấu trúc bậc bốn protein Các chuỗi polypeptide liên kết với nhờ liên kết yếu liên kết hydro 1.3 Tính chất Lý – Hóa protein 1.3.1 Tính tan protein Các loại protein khác có khả hịa tan dễ dàng số loại dung môi định, chẳng hạn albunmin dễ tan nước, globulin dễ tan muối loãng, prolamin tan ethanol, glutelin tan dung dịch kiềm acid lỗng v.v… 1.3.2 Tính hydrat hóa protein Phần lớn thực phẩm hệ rắn hydrat hóa Các đặc tính hóa lý, lưu biến protein thành phần khác thực phẩm phụ thuộc khơng riêng vào có mặt nước mà cịn phụ thuộc vào hoạt tính nước Ngoài ra, chế phẩm protein concentrate isolate dạng khơ trước sử HĨA HỌ THỰ PHẨM Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com KHOA NG NGHỆ THỰ PHẨM GVHD: THS TRẦN THỊ MINH HÀ dụng phải hydrat hóa Do đó, tính chất hydrat hóa tái hydrat hóa protein thực phẩm có ý nghĩa thực tiễn to lớn Hydrat hóa protein trạng thái khơ phân chia thành gian đoạn liên tiếp sau: Sơ đồ 1: Q trình hydrat hóa protein dạng khơ Hấp thụ nước (còn gọi cố định nước), trương nở, thấm ướt, khả giữ nước, tính dính, dẻo liên quan đến giai đoạn đầu; khả phân tán, độ nhớt, độ đặc protein liên quan đến giai đoạn Trạng thái cuối protein – tan khơng tan (một phần hay hồn tồn) – có liên quan đến tính chất chức quan trọng tính tan tính tan tức thời (giai đoạn xảy nhanh) Tính tạo gel liên quan đến tạo thành khối khơng tan hydrat hóa tốt, phản ứng protein – protein đóng vai trị Cuối cùng, tính chất bề mặt nhũ tương hóa tạo bọt cần protein có khả hydrat hóa phân tán cao đặc tính khác Trong q trình hydrat hóa, protein tương tác với nước qua nối peptide gốc R mạch bên nhớ liên kết hydro ác yếu tố môi trường ảnh hưởng đến tính chất hydrat hóa Nồng độ protein, pH, nhiệt độ, thời gian, lực ion, có mặt thành phần khác yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng protein – protein protein - nước Các tính chất chức xác định điều kiện cân lực HÓA HỌ THỰ PHẨM Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com KHOA NG NGHỆ THỰ PHẨM GVHD: THS TRẦN THỊ MINH HÀ Lượng nước hấp thụ tổng số tăng tăng nồng độ protein pH thay đổi dẫn đến thay đổi mức độ ion hóa tích điện bề mặt phân tử protein, làm thay đổi lực hút đẩy phân tử khả liên kết với nước điểm đẳng điện pI, phản ứng protein – protein cực đại, phân tử protein liên kết với nhau, co lại khả hydrat hóa trương nở cực tiểu Nói chung khả giữ nước protein giảm nhiệt độ tăng làm giảm liên kết hydro Biến tính tập hợp ( aggregation ) đun nóng làm giảm bề mặt phân tử protein nhóm phân cực có khả cố định nước Tuy nhiên, số ngoại lệ, đun nóng nước protein có cấu trúc chặt chẽ cao, phân ly duỗi phân tử làm lộ bề mặt liên kết peptide mạch ngoại phân cực mà trước bị che dấu, kết làm tăng khả cố định nước Bản chất nồng độ ion gây ảnh hưởng đến lực ion môi trường phân bố điện tích bề mặt phân tử protein nên ảnh hưởng đến khả hydrat hóa Người ta nhận thấy có cạnh tranh phản ứng (liên kết) nước, muối nhóm ngoại acid amin Khi nồng độ muối (như NaCl) thấp, tính hydrat hóa protein tăng đính thêm io giúp mở rộng mạng lưới protein Tuy nhiên, nồng độ muối cao, phản ứng muối - nước trở nên trội hơn, làm giảm liên kết protein nước protein bị “sấy khô” Sự hấp thụ giữ nước protein có ảnh hưởng đến tính chất kết cấu nhiều thực phẩm bánh mì, thịt băm… Khả hóa tan protein Thực phẩm trạng thái lỏng giàu protein đòi hỏi protein phải có độ hịa tan cao Độ hịa tan cao số quan trọng protein sử dụng đồ uống Ngoài ra, người ta cịn muốn protein tan giá trị pH khác bền với nhiệt độ Độ hịa tan protein pH trung tính pH đẳng điện tính chất chức đo đạc giai đoạn chế biến chuyển hóa HĨA HỌ THỰ PHẨM Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com KHOA NG NGHỆ THỰ PHẨM GVHD: THS TRẦN THỊ MINH HÀ protein Người ta thường sử dụng số “Nitơ hòa tan” (Nitrogen Solubility Index – NSI) để xác định đạc tính Biết độ hịa tan protein có ích cho q trình cơng nghệ trích ly, tinh chế, tủa phân đoạn protein định hướng sử dụng loại protein Protein lactoserum hòa tan tốt khoảng pH lực ion rộng Ngược lại, độ hòa tan caseinate phụ thuộc nhiều vào pH, lực ion (và nồng độ Ca2+), phụ thuộc vào nhiệt độ protein lactoserum protein đậu nành Tính tan phần lớn protein bị giảm mạnh khơng thuận nghịch q trình đun nóng Tuy nhiên, chế biến thực phẩm, đun nóng ln cần thiết với mục đích diệt vi sinh vật, giảm mùi khó chịu, tách bớt nước…Ngay trường hợp đun nóng nhẹ (sử dụng trích ly làm chế phẩm protein) gây nên biến tính định làm giảm độ hịa tan Khơng phải tất protein có độ hịa tan ban đầu tốt ln có tính chất chức khác tốt Có trường hợp khả hấp thụ nước protein cải thiện làm biến tính mức độ Đơi khi, khả tạo gel giữ sau biến tính khơng hịa tan phần protein Tương ứng với điều đó, việc tạo thành nhũ tương, hệ bọt gel liên quan tới mức độ làm duỗi mạch, tập hợp khơng hịa tan protein khác Ngược lại, protein lactoserum caseinate vài protein khác cần có độ hòa tan ban đầu đủ lớn muốn chuyển hóa thành dạng gel, hệ bọt hay hệ nhũ tương tốt HÓA HỌ THỰ PHẨM Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com KHOA NG NGHỆ THỰ PHẨM GVHD: THS TRẦN THỊ MINH HÀ Trong phần lớn trường hợp, đường kính giọt lỏng phân tán khoảng 0,1  50 m với mức độ phân tán khác xung quanh giá trị trung bình Sự tạo thành giọt nhũ tương đồng thời với việc hình thành bề mặt phân chia hai chất lỏng không tan vào (còn gọi bề mặt liên pha) Diện tích bề mặt phân chia tăng theo hàm số mũ đường kính giọt giảm khối lượng pha phân tán đạt đến 1m2 / ml nhũ tương Các hệ nhũ tương thường không bền tượng chủ yếu sau: a) Sự lên hay lắng xuống giọt lỏng lực trọng trường Hiện tượng giảm đường kính giọt nhỏ độ nhớt pha liên tục lớn b) Sự kết tụ giọt lỏng điện tích bị triệt tiêu lực đẩy tĩnh điện giọt biến thay đổi pH lực ion Các giọt dính khơng trật tự, chúng có phân cách lớp mỏng pha liên tục Sự tập hợp làm tăng kích thước biểu kiến giọt làm tăng tốc độ lắng c) Sự hợp hay “chảy” giọt lắng vào giọt lắng khác tượng lắng, va chạm chuyển động Brown…Đây tượng tự nhiên theo quan điểm nhiệt động học, làm tăng khơng ngừng kích thước giọt phân tán, cuối dẫn đến tách hai pha thành hai lớp riên biệt bề mặt phân chia phẳng có diện tích nhỏ Hình 5: Cơ chế hư hỏng nhũ tương HÓA HỌ THỰ PHẨM Trang 16 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com KHOA NG NGHỆ THỰ PHẨM GVHD: THS TRẦN THỊ MINH HÀ Các protein chất làm bền nhũ tương thực phẩm Nhiều sản phẩm thực phẩm hệ nhũ tương sữa bò, sữa đậu nành, kem, nước cốt dừa, bơ, phomai nóng chảy, mayonnaise, xúc xích thịt cá…và thành phần protein thường đóng vai trị bật việc làm bền hệ Protein hấp thụ bề mặt phân chia giọt dầu phân tán pha nước liên tục có tính chất vật lý lưu biến (làm đặc, tạo độ nhớt, “cứng - dẻo”) có tác dụng ngăn cản giọt chất béo hợp Tùy theo pH, ion hóa gốc R acid amin mạch polypeptide tạo lực đẩy tĩnh điện, góp phần làm bền hệ nhũ tương Nói chung, protein có khả làm bền hệ nhũ tương nước/dầu Nguyên nhân phần lớn protein có chất ưa nước chúng bị hấp thụ pha nước gần bề mặt phân chia Hình 6: Khả hấp thụ làm bền nhũ tương protein Tính chất bề mặt protein Đặc tính quan trọng protein hịa tan tính chất nhũ tương hóa khả protein khuếch tán đến bề mặt phân chia dầu nước bị hấp thụ Khả phụ thuộc vào nhiệt độ MW phân tử protein HÓA HỌ THỰ PHẨM Trang 17 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com KHOA NG NGHỆ THỰ PHẨM GVHD: THS TRẦN THỊ MINH HÀ Bảng 3: Khả làm bền nhũ tương số Protein hỉ số hoạt tính nhũ tương hóa (số m2 bề Protein mặt phân chia làm 1g protein) pH 6,5 pH 322 341 - 197 149 166 - 153 119 142 41 92 Hemoglobin - 75 Protein nấm men 59 Albunmin trứng - 49 Protein nấm men (88% succinyl hóa) Bovine serum albumin Caseinate Na  -Lactoglobuline Lactoserum Protein isolate đậu nành Các yếu tố ảnh hưởng đến hình thành nhũ tương Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hệ nhũ tương nhiệt độ, pH, lực ion, có mặt chất hoạt động bề mặt có MW thấp, có mặt oxy chất dầu, hàm lượng protein hịa tan tính chất nhũ tương hóa protein pH có ảnh hưởng khác đến tính chất nhũ tương hóa protein Tại pI, số protein trở nên hịa tan nên giảm khả tạo nhũ tương, đồng thời khơng góp phần tạo điện tích bề mặt cho giọt dầuyếu tố làm bền nhũ tương tác động lực đẩy tĩnh điện Ở vài giá trị pH lực ion, protein có cấu trúc đặc độ nhớ dẻo cao Trạng thái này, ngăn cản tượng duỗi hấp thụ protein bề mặt phân chia HÓA HỌ THỰ PHẨM Trang 18 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com KHOA NG NGHỆ THỰ PHẨM GVHD: THS TRẦN THỊ MINH HÀ ngược lại làm bền màng protein hấp thụ làm bền hệ nhũ tương Đun nóng nói chung thường làm giảm độ nhớt độ cứng màng protein bị hấp thụ bề mặt phân chia nên làm giảm độ bền hệ nhũ tương Tuy nhiên, gia nhiệt giúp tạo cấu trúc gel cho màng protein bề mặt phân chia, tăng khả giữ nước, làm tăng độ nhớt bề mặt độ cứng số trường hợp giúp làm bền nhũ tương Trong thực tế, gel hóa protein myofibril góp phần làm bền nhiệt hệ nhũ tương thịt xúc xích, làm cho khả cố định nước chất béo tăng, giúp chế phẩm có độ dính lớn Ngồi ra, người ta cịn cho thêm chất hoạt động bề mặt nhằm mục đích để màng protein bị hấp thụ bề mặt giọt dầu đủ dày có tính chất lưu biến mong muốn Trong thực tế, người ta thường sử dụng nồng độ protein từ 0,5  5% nồng độ protein bề mặt phân chia đạt từ 0,5  20mg / m2 1.3.12 Các tính chất tạo bọt protein Giới thiệu chung hệ bọt thực phẩm Các hệ bọt thực phẩm gồm bọt khí phân tán pha liên tục lỏng bán rắn có chất hoạt động bề mặt hịa tan Có nhiều loại thực phẩm có dạng bọt bánh xốp, kem, bọt bia…Trong nhiều trường hợp, khí tạo bọt khơng khí, số khác CO2 cịn pha liên tục dung dịch huyền phù nước có chứa protein Một số hệ bọt thực phẩm hệ keo phức tạp Ví dụ, kem hệ nhũ tương (hoặc huyền phù) giọt chất béo, huyền phù tinh thể đá phân tán, gel polysaccharide, dung dịch đường nồng độ cao, dung dịch protein bọt khí Các bọt khí thường chứa khí có áp suất lớn áp suất ngồi , ép vào nên bóng khí có hình đa diện Trong hệ bọt, pha liên tục gồm lớp mỏng chất lỏng hay màng mỏng ngăn cách ngăn cách bọt khí Bề mặt phân chia khí lỏng đạt đến 1m2 / ml chất lỏng Tương tự trường hợp HÓA HỌ THỰ PHẨM Trang 19 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com KHOA NG NGHỆ THỰ PHẨM GVHD: THS TRẦN THỊ MINH HÀ tạo nhũ tương, cần cung cấp lượng học (như khuấy, thổi khí…) để tạo bề mặt phân chia Để trì bề mặt phân chia chống tượng hợp bọt khí, cần sử dụng chất hoạt động bề mặt để làm giảm sức căng bề mặt tạo thành mạng lưới bảo vệ đàn hồi Một số peotein có khả tạo thành màng bảo vệ bị hấp thụ bề mặt phân chia khí/lỏng Trong trường hợp đó, mỏng ngăn cách hai bọt khí kề gồm hai lớp màng protein ngăn cách màng mỏng chất lỏng Kích thước bọt khí biến thiên khoảng rộng từ 1 m đến vài cm tùy thuộc sức căng bề mặt, độ nhớt chất lỏng, lượng học cung cấp… Các phương pháp tạo hệ bọt: a) Cho khí qua vật cản xốp (như thủy tinh xốp) vào dung dịch protein nước với nồng độ thấp ( 0,01  2% ) b) Khuấy mạnh dung dịch protein nước có mặt khối lượng lớn khí Phương pháp áp dụng nhiều sản xuất thực phẩm So với phương pháp sục khí phương pháp đòi hỏi lực học cao (lực khuấy cắt) tạo hệ phân tán khí đồng Nhu cầu protein cao (1  40% ) lực học tăng hợp giọt ngăn cản protein hấp thụ lên bề mặt liên pha Trong q trình khuấy, dung tích khí phối trộn dần đạt đến giá trị cực đại (cân động học) dung tích hệ tăng lên từ 300  2000% c) Giảm đột ngột áp suất dung dịch nén sơ Sự khác biệt hệ nhũ tương hệ bột thực phẩm hệ bọt dung tích riêng phần pha phân tán (pha khí) thay đổi khoảng rộng nhiều so với hệ nhũ tương Các hệ bọt thường bền chúng có tổng diện tích bề mặt phân chia lớn Có chế chủ yếu phá vỡ hệ bọt: a) Sự rút (hoặc chảy) chất lỏng từ màng lỏng lực trọng trường, chênh lệch áp suất bốc Trong hệ bọt mật độ thấp, HÓA HỌ THỰ PHẨM Trang 20 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com KHOA NG NGHỆ THỰ PHẨM GVHD: THS TRẦN THỊ MINH HÀ bọt khí có xu hướng ép mạnh lẫn làm tăng chảy màng chất lỏng “Sự chảy” giảm pha lỏng có độ nhớt cao (ví dụ cho thêm đường) độ nhớt màng protein bị hấp phụ tăng Độ nhớt phụ thuộc cường độ phản ứng protein-protein protein-nước b) Sự khuếch tán khí từ bọt khí có kích thước nhỏ sang bọt khí có kích thước lớn Sự khuếch tán xảy hịa tan khí pha nước c) Sự “đứt gãy” màng chất lỏng ngăn cách bọt khí đưa đến hợp nhất, làm tăng kích thước bọt khí dẫn đến phá vỡ hệ bọt Có mối quan hệ tương hỗ tượng “chảy” “đứt gãy” Sự “đứt gãy” làm tăng tượng “chảy” từ chiều dày độ bền màng chất lỏng giảm Khi hai màng protein bị hấp thụ hai phía màng chất lỏng sát lại gần khoảng cách 50-150A0 (do tượng chảy), chúng va chạm tượng đức gãy xảy Người ta chưa biết rõ rằng, với khoảng cách hai màng protein, lực đẩy hay lực hút tĩnh điện phân tử protein đóng vai trị quan trọng Các màng protein bị hấp thụ có chiều dày lớn đàn hồi có độ bền khả chống đứt gãy tốt Ba yếu tố quan trọng có tác dụng làm tăng độ bền hệ bọt bao gồm sức căng bề mặt phân chia bé, pha lỏng có độ nhớt cao màng mỏng protein bị hấp thụ bền, đàn hồi khơng thấm khí Hoạt tính tạo bọt số protein Protein chất tạo bọt làm bền bọt Sự hình thành hệ bọt liên quan đến khuếch tán protein hòa tan đến bề mặt phân chia khơng khí/nước Ở đó, chúng cần duỗi ra, tập trung lại trải dài cách tức thời để làm giảm sức căng bề mặt phân chia Các phân tử có MW thấp, nghèo cấu trúc bậc 2,3 tác dụng cách có hiệu chất hoạt động bề mặt Sự hấp thụ protein lên bọt thực qua vùng kỵ nước HÓA HỌ THỰ PHẨM Trang 21 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com KHOA NG NGHỆ THỰ PHẨM GVHD: THS TRẦN THỊ MINH HÀ Độ bền hệ bọt mối liên quan đến đặc tính tạo thành bọt protein lại có vài khác biệt nhỏ Để hệ bọt protein bền, màng (film) tạo thành xung quanh bọt khí phải dày, có độ dính, dẻo, đàn hồi, liên tục khơng thấm khí thích hợp Trong trường hợp này, khơng phải phân đoạn protein nhỏ linh động mà ngược lại dường protein hình cầu có khối lượng phân tử lớn khó duỗi mạch lại có khả Trong thực tế, để tạo thành màng bền, nhiều lớp mỏng đoạn protein “duỗi” phần phải liên kết ngược lại với qua liên kết kỵ nước, liên kết hydro liên kết tĩnh điện Mặt khác, protein cần hấp thụ mạnh bề mặt phân chia khơng khí/nước mối liên kết trung gian kỵ nước để tránh tượng “giải hấp thụ” làm lớp chất lỏng “chảy” Tính mềm dẻo linh động đầy đủ phân tử protein cần thiết để chống lại lực làm biến dạng, làm nở ( extension ) bề mặt phân chia, làm mỏng màng mỏng Làm nở rộng bề mặt phân chia gây nên giảm nồng độ phân tử bị hấp thụ làm tăng sức căng bề mặt Protein hệ bọt có độ bền tốt cần có khả dịch chuyển từ vùng có sức căng bề mặt phân chia thấp đến vùng có sức căng bề mặt phân chia cao với chúng phân tử nước nằm sát cạnh, tái tạo lại chiều dày ban đầu màng mỏng Cuối cùng, gốc ngoại phân cực protein cố định nước màng mỏng hạn chế tượng “chảy” Protein có hoạt tính tạo bọt tốt protein lòng trắng trứng, globin hemoglobin, serumalbumin, gelatin, protein lactoserum, mixen casein, casein  , protein lúa mì (đặc biệt glutenine), protein đậu nành, số chế phẩm thủy phân protein Có điểm giống tạo thành hệ nhũ tương hệ bọt Tuy nhiên, khơng có tương ứng chặt chẽ hoạt tính tạo bọt tạo nhũ tương protein Để làm bền bọt, cấu trúc protein màng quan trọng so với để làm bền hệ nhũ tương 1.3.13 Khả cố định mùi protein HÓA HỌ THỰ PHẨM Trang 22 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com KHOA NG NGHỆ THỰ PHẨM GVHD: THS TRẦN THỊ MINH HÀ Trong chế biến thực phẩm, kể chế phẩm protein có nhiều trường hợp cần phải tẩy mùi để hạn chế tách mùi khó chịu Các hợp chất andehyde, ketone, rượu, phenol, acid béo bị oxi hóa… cho mùi ơi, khét, mùi ngái cho vị đắng, the, cay…khi chúng liên kết với protein thành phần khác thực phẩm Các chất tách đun nóng nhai Một số liên kết chặt chẽ, khó tách trích ly nước dung mơi Bên cạnh vấn đề tách mùi khó chịu, người ta sử dụng khả protein để mang đến cho thực phẩm mùi dễ chịu (ví dụ, mang mùi thơm thịt đến cho protein thực vật tạo kết cấu) Điều thật lý tưởng thành phần dễ bay mùi dễ chịu liên kết bền vững với thực phẩm, khơng bị tổn thất q trình chế biến bảo quản, lại giải phóng nhanh miệng sử dụng thực phẩm không bị biến đổi ác phản ứng chất bay protein Mùi thực phẩm tạo từ thành phần dễ bay có nồng độ bé gần bề mặt nồng độ phụ thuộc vào cân khối lượng thực phẩm “khoảng khơng gian” mà chiếm chỗ (head space) Người ta thấy rằng, bổ sung protein vào hệ nước-chất mùi làm giảm nồng độ chất bay “khoảng khơng gian” vừa nói đến Cố định chất mùi liên quan đến hấp thụ bề mặt thực phẩm sâu vào bên thự phẩm khuếch tán Có hai loại hấp thụ lên chất rắn: hấp thụ vật lý thuận nghịch liên kết trung gian Van der Waals; hấp thụ hóa học liên kết đồng hóa trị tĩnh điện Cố định chất mùi hấp thụ liên quan đến liên kết hydro liên kết kỵ nước Các thành phần phân cực alcohol liên kết hydro kỵ nước với gốc acid amin không phân cực; phản ứng chủ yếu cố định thành phần bay có phân tử lượng thấp Trong số trường hợp, thành phần bay cố định liên kết đồng hóa trị q trình thường khơng thuận nghịch (ví dụ cố định aldehyde ketone nhóm HĨA HỌ THỰ PHẨM Trang 23 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com KHOA NG NGHỆ THỰ PHẨM GVHD: THS TRẦN THỊ MINH HÀ amine, nhóm amine nhóm carboxyl…) Cố định khơng thuận nghịch có khả xảy với chất bay có phân tử lượng lớn Ví dụ, nồng độ, protein đậu nành cố định 10% octaral thay 50% 2-dodecanal Cố định khơng thuận nghịch làm giảm cường độ mùi chất bay ban đầu Sự cố định chất mùi xảy “trung tâm hấp thụ” dạng tự chưa tham gia vào phản ứng protein-protein phản ứng khác Người ta thấy rằng, trung tâm hấp thụ tăng dần thời gian cố định chất bay Trong trình này, mạch protein bị duỗi nhiều gốc acid amin kỵ nước trở nên tự tham gia vào trình hấp thụ Một số tác giả cho rằng, thành phần bay không phân cực chui vào phản ứng với trung tâm kỵ nước protein, thay phản ứng kỵ nước protein-protein bên bên phân tử Hiện tượng làm cho protein trở nên khơng bền làm biến đổi độ hòa tan protein ác yếu tố ảnh hưởng đến trình cố định chất mùi Mọi yếu tố làm biến đổi cấu hình protein ảnh hưởng đến hoạt tính hấp thụ chất bay Nước làm tăng khả cố định chất dễ bay phân cực tăng độ linh động hợp chất tạo cho chúng khả tiếp xúc với trung tâm hấp thụ dễ dàng hơn; nhiên nước không ảnh hưởng đến khả cố định chất bay không phân cực Trong mơi trường hydrat hóa mạnh dung dịch, khả gốc acid amin phân cực hay không phân cực cố định hợp chất carbonyl, alcohol, ester pH trung tính kiềm tốt pH acid Các ion Cl  , SO42 nồng độ thấp làm bền cấu trúc tự nhiên protein hình cầu nồng độ cao làm thay đổi cấu trúc nước, gây duỗi mạch protein, từ cải thiện liên kết với hợp chất bay (như carbonyl) Các hóa chất gây nên phân ly protein thành tiểu phần tử thường làm yếu mối liên kết chất bay không phân cực, HÓA HỌ THỰ PHẨM Trang 24 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com KHOA NG NGHỆ THỰ PHẨM GVHD: THS TRẦN THỊ MINH HÀ vùng kỵ nước phân tử có xu hướng bị che dấu với thay đổi cấu hình tiểu phần tử Thủy phân mạnh protein làm giảm khả cố định mùi Một lượng 6-7mg 1hexanal cố định 1kg protein đậu nành, protein bị thủy phân protease acid vi khuẩn, khả cố định 1mg / kg Tương tự, thủy phân protein sử dụng để khử mùi ngái protein đậu nành Sự biến tính nhiệt - ngược lại – làm tăng khả cố định hợp chất bay Khi có mặt lipid, khả hấp thụ giữ thành phần bay carbonyl tăng lên, kể chất mùi tạo tượng oxy hóa chất béo HÓA HỌ THỰ PHẨM Trang 25 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com KHOA NG NGHỆ THỰ PHẨM GVHD: THS TRẦN THỊ MINH HÀ PHẦN 2: HỨ NĂNG ỦA PROTEIN Một số chức protein gồm: 1) Globulin miễn dịch G loại kháng thể lưu thông máu nhận biết hạt ngoại lai gây hại Foreign particle binding site : điểm bám hạt ngoại lai HÓA HỌ THỰ PHẨM Trang 26 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com KHOA NG NGHỆ THỰ PHẨM GVHD: THS TRẦN THỊ MINH HÀ 2) Enzyme phenylalanine hydroxylase hình thành từ tiểu đơn vị Enzyme chuyển hóa amino acid phenylalanine thành amino acid tyrosine 3) Hormone tăng trưởng protein thơng tin hình thành từ tuyến yên Nó điều tiết tăng trưởng tế bào cách bám vào protein gọi thụ quan hormone tăng trưởng (growth hormone receptor) HÓA HỌ THỰ PHẨM Trang 27 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com KHOA NG NGHỆ THỰ PHẨM GVHD: THS TRẦN THỊ MINH HÀ 4) Sợi actin, loại protein cấu trúc hình thành từ nhiều tiểu đơn vị, giúp co trì hình dạng tế bào 5) Ferritin, loại protein hình thành từ 24 tiểu đơn vị, liên quan với dự trữ ion HÓA HỌ THỰ PHẨM Trang 28 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com KHOA NG NGHỆ THỰ PHẨM GVHD: THS TRẦN THỊ MINH HÀ 6) Kháng thể (Antibody): Kháng thể bám vào phân tử ngoại lai virus vi khuẩn nhằm bảo vệ thể Ví dụ: Immunoglobulin G (IgG) 7) Enzyme: Enzyme xúc tác cho hầu hết phản ứng hóa học xảy tế bào Chúng giúp đỡ hình thành phân tử cách đọc thơng tin di truyền lưu trữ DNA Ví dụ: Phenylalanine hydroxylase 8) Thông tin (Messenger ): Protein thông tin, số loại hormone, truyền tải tín hiệu để phối hợp trình sinh học tế bào, mơ, quan khác Ví dụ: hormone tăng trưởng (Growth hormone ) 9) Thành phần cấu trúc (Structural component): Những protein cung cấp cấu trúc nuôi dưỡng tế bào Trong phạm vi lớn hơn, chúng cịn cho phép tế bào di chuyển Ví dụ: Actin 10) Vận chuyển/ Dự trữ (Transport/storage): Các protein bám vào nguyên tử phân tử nhỏ bên tế bào lưu thơng thể Ví dụ: Ferritin HÓA HỌ THỰ PHẨM Trang 29 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com KHOA NG NGHỆ THỰ PHẨM GVHD: THS TRẦN THỊ MINH HÀ PHỤ LỤ TÀI LIỆU THAM KHẢO Hồng Kim Anh (2008) Hóa Học Thực Phẩm Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Lê Ngọc Tú chủ biên (2002) Hóa Sinh Cơng Nghiệp Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Tài liệu mạng Internet - http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/chuong-4-cau-truc-va-tinh-chat-ly-hoacua-protein.182580.html - http://vi.wikipedia.org/wiki/Protein HÓA HỌ THỰ PHẨM Trang 30 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... TÍNH CHẤT CỦA PROTEIN 1.1.Khái niệm protein 1.2 ấu trúc protein 1.2.1.Acid amin-Đơn phân protein 1.2.2 .Các bậc cấu trúc protein 1.3 .Tính chất Hóa-Lý protein. .. HỌC THỰC PHẨM NHÓM 01, LỚP 01DHTP1 SÁNG THỨ 4_TIẾT 5,6 ĐỀ TÀI: TÍNH HẤT VÀ HỨ NĂNG ỦA PROTEIN TRONG THỰ PHẨM STT N I DUNG THỰ HIỆN HẠN N P 01 Khái niệm protein ấu trúc protein 02 Tính tan, tính. .. 1.3.2 Tính hydrat hóa protein Phần lớn thực phẩm hệ rắn hydrat hóa Các đặc tính hóa lý, lưu biến protein thành phần khác thực phẩm phụ thuộc không riêng vào có mặt nước mà cịn phụ thuộc vào hoạt tính