Tiểu luận môn hóa học thực phẩm đề tài phương pháp tạo cấu trúc gel của protein trong các thực phẩm giàu protein

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM  - - BÀI TIỂU LUẬN MƠN HĨA HỌC THỰC PHẨM ĐỀ TÀI: PHƯƠNG PHÁP TẠO CẤU TRÚC GEL CỦA PROTEIN TRONG CÁC THỰC PHẨM GIÀU PROTEIN GVHD: LÊ THỊ THÚY HẰNG NHÓM 5: LỚP: 13DHQTTP04 SVHT: TP.HCM, ngày 20 tháng 10 năm 2022 MỤC LỤC ĐỀ TÀI MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU BẢNG PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC I ĐỊNH NGHĨA PROTEIN II PHÂN BIỆT MỘT SỐ HIỆN TƯỢNG TƯƠNG TỰ VỚI SỰ TẠO GEL III GEL PROTEIN 3.1 Định nghĩa 3.2 Điều kiện tạo gel 3.3 Cơ chế tạo gel IV CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI QUÁ TRÌNH TẠO GEL 4.1 Kiểu protein 4.2 Nồng độ protein 4.3 Nhiệt độ 4.4 Các yếu tố khác V ỨNG DỤNG CẤU TRÚC GEL TRONG SẢN PHẨM THỰC PHẨM 5.1 Sản xuất phomat từ nguyên liệu sữa 5.2 Sản xuất giò lụa 5.3 Sản xuất đậu hũ VI CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM TÀI LIỆU THAM KHẢO 2 5 6 10 10 10 10 10 11 11 11 12 12 14 LỜI MỞ ĐẦU Từ lâu thực phẩm phần thiếu đời sống người Cùng với tính thiết yếu ngành cơng nghiệp thực phẩm đời phát triển với mục đích tạo nên sản phẩm thực phẩm dinh dưỡng an toàn để phục phụ người Sự phát triển khoa học nói chung khoa học ứng dụng thực phẩm nói riêng cho có hiểu biết sâu sắc cấu trúc biến đổi trình chế biến sử dụng thực phẩm Mà cấu trúc sản phẩm yếu tố trước tiên tác động lên người tiếp xúc với sản phẩm thực phẩm Trong cấu trúc thực phẩm, cấu trúc gel cấu trúc quen thuộc có nhiều sản phẩm thực phẩm có cấu trúc giò, phomat, bột nhào làm bánh mì Bài tiểu luận trình bày cấu trúc gel ứng dụng thực phẩm BẢNG PHÂN CƠNG CƠNG VIỆC CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BIÊN BẢN HỌP NHĨM (V/v Phâncơngcơngviệc/Đánh giá hồn thành /Họp nhóm định kỳ ) Thờigian, địađiểm, thànhphần tham dự 1.1 Thời gian: 1.2 Địa điểm: Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm 1.3 Thành phần tham dự: + Chủ trì: + Tham dự: + Vắng: Nội dung họp 2.1.Nhóm trưởng đánh giá mức độ hồn thành cơng việc cho thành viên sau: Họ tên MSSV Nhiệm vụ Đánh giá hoàn Điểm thành Làm Word mục IV,V,VI Làm PowerPoint Viết tiểu luận, làm word mục I,II,III 2.2 Ý kiến thành viên: Đề nghị ghi rõ ý kiến thành viên, đồng ý hay không đồng ý với ý kiến nhóm trưởng, phản biện với ý kiến thành viên khác, 2.3 Kết luận họp Thống lại nội dung họp sau có ý kiến thành viên (Đây đánh giá mức độ hồn thành cơng việc thành viên) Cuộc họp đến thống kết thúc lúc phút ngày Thư ký Chủ trì I ĐỊNH NGHĨA PROTÊIN: Protein hay gọi chất đạm, phân tử sinh học hay đại phân tử, chứa nhiều mạch acid amin, liên kết với liên kết peptid Các protein khác chủ yếu trình tự acid amin khác nhau, trình tự nucleotide gen quy định Trong tự nhiên có khoảng 20 acid amin, có khoảng acid amim thiết yếu cho thể II PHÂN BIỆT MỘT SỐ HIỆN TƯỢNG TƯƠNG TỰ VỚI SỰ TẠO GEL: Cần phân biệt tạo gel với tượng khác tương tự, có giảm mức độ phân tán dung dịch protein liên hợp, tập hợp, trùng hợp, kết tủa, kết tụ đông tụ Các phản ứng liên hợp protein thường có quan hệ với biến đổi mức đơn vị mức phân tử phản ứng trùng hợp hoá tập hợp hoá lại tạo phức hợp có kích thước lớn Sự kết tủa protein lại bao hàm tất phản ứng tập hợp dẫn đến tồn phần toàn độ hoà tan Khi protein khơng bị biến tính giảm lực đẩy tĩnh điện mạch mà dẫn đến phản ứng tập hợp khơng trật tự xảy tượng kết tụ Các phản ứng tập hợp không trật tự xảy biến tính phản ứng tập hợp xảy tương tác protein – protein chiếm ưu so với tương tác protein – dung môi dẫn đến tạo thành khối lớn thô, gọi đông tụ III GEL PROTÊIN: 3.1 ĐỊNH NGHĨA: Khi phân tử bị biến tính tự tập hợp lại để tạo thành mạng lưới protein có trật tự tượng gọi tạo gel Khả tạo gel tính chất chức quan trọng nhiều hệ thống protein đóng vai trị chủ yếu việc tạo cấu trúc hình thái sở để chế tạo nhiều sản phẩm thực phẩm Phomat, giị, gel gelatin, đậu phụ, bột nhào bánh mì thịt giả từ protein thực vật (được kết cấu cách đùn kéo làm sợi) sản phẩm có cấu trúc gel) Khả tạo gel protein sử dụng để tạo độ cứng, độ đàn hồi cho số thực phẩm mà để cải biến khả hấp thụ nước, tạo độ dầy, tạo lực liên kết (bán dính) tiểu phần làm bền nhũ tương bọt 3.2 ĐIỀU KIỆN TẠO GEL: Sự gia nhiệt, đa số trường hợp cần thiết cho trình tạo gel Việc làm lạnh sau cần thiết đơi axit hố nhẹ nhàng có ích Thêm muối (đặc biệt ion canxi) cần, để tăng tốc độ tạo gel goặc để gia tăng độ cứng cho gel Nhiều protein tạo gel khơng cần gia nhiệt mà cần thuỷ phân enzim vừa phải, them đơn giản ion canxi, kiềm hố kèm theo trung hồ đưa pH đến điểm đẳng điện (sản xuất đậu phụ) Recommandé pour toi Suite du document ci-dessous Vothuyduy - nônnonono Cơng nghệ thực phẩm 100% (1) Ơn tập mơn kế tốn quốc tế Cơng nghệ thực phẩm 100% (1) Nhiều gel tạo từ protein dịch thể (lòng trắng trứng, dịch đậu tương), từ thể protein khơng tan tan phân tán nước muối (collagen, protein tơ cơ, isolate (dịch đậm đặc) đậu tương) phần toàn bị biến tính Như độ hồ tan protein khơng phải luôn cần thiết cho tạo gel 3.3 CƠ CHẾ TẠO GEL: Cơ chế tương tác có quan hệ đến việc hình thành mạng protein ba chiều đặc trưng cho gel chưa hoàn toàn rõ Nhiều nghiên cứu đẫ rõ rang cần phải có giai đoạn biến tính giãn mạch xảy trước giai đoạn tương taco trật tự protein – protein tập hợp phân tử Khi protein bị biến tính cấu trúc bậc cao bị phá huỷ, liên kết phần tử bị đứt, nhóm bên axit amin trước ẩn phía xuất Các mạch polypeptit bị duỗi ra, gần nhau, tiếp xúc với liên kết lại với thành mạng lưới không gian ba chiều mà vị trí tiếp xúc mạch lạ nút Các phần cịn lại hình thành mạng lưới khơng gian vơ định hình, rắn, có chứa đầy pha phân tán nước Khi nồng độ tăng khả gel hố tăng số vị trí tiếp xúc để tạo nút mạng lưới tăng lên Nồng độ protein lớn hạt tiếp xúc trực tiếp không qua lớp của môi trường phân tán khối gel dề vị trí đặc biệt đầu mút, góc cạnh yếu tố bền dễ bị dễ tạo nút mạng lưới Các nút mạng lưới tạo tương tác nhóm ưa béo Khi nhóm gần nhau, tương tác với hình thành lien kết ưa béo, lúc phân tử nước bao quanh chúng bị đẩy chúng có khuynh hướng tụ lại Tương tác ưa béo tăng cường tăng nhiệt độ, làm mạch polypeptit sít lại với làm cho khối gel cứng Nút mạng lưới tạo lien kết hydro nhóm peptit với nhau, nhóm – OH serin, treonin tirozin với nhóm – COOH glutamic aspactic Nhiệt độ thấp liên kết hydro tăng cường củng cố có điều kiện để tạo nhiều cầu hydro Liên kết hydro liên kết yếu, tạo độ linh động phân tử nhau, làm cho gel có độ dẻo định Các mắt lưới gel gelatin chủ yếu liên kết hydro Khi gia nhiệt liên kết hydro bị đứt gel nóng chảy Khi để nguội liên kết tái hợp gel lại hình thành Tham gia tạo nút lưới gelcũng liên kết tĩnh điện, liên kết cầu nối nhóm tĩnh điện ngược dấu liên kết nhóm tĩnh điện dấu qua ion đa hoá trị ion canxi chẳng hạn Các mắt lưới cịn liên kết đisulfua taon nên Trong trường hợp tạo cho gel có tính bất thuận nghịch nhiệt, bền Một số protein có chất khác tạo gel đun nóng đồng thời (sự đồng tạo gel) Các protein tạo gel cách cho tương tác với chất đồng tạo gel polysacarit, làm thành cầu nối hạt gel tạo có độ cứng độ đàn hồi cao Cũng them chất alginate hay pectinat tích điện âm vào gelatin tích điện dương để tạo tương tác ion khơng đặc hiệu chuỗi peptit tao cho gel có nhiệt độ nóng chảy cao (80oC) Người ta thường thêm caraghenat polysulfat (tích điện âm) vào sữa (pH sữa) để tạo ion tương tác đặc hiệu với vùng tích điện dương casein K Vì mà mixen casein chứa gel caraghenat Khối gel tạo thành chứa lượng lớn nước phía Nhiều gel chứa tới 98% nước Ngồi lớp nước hydrat hố liên kết chặt chẽ với nhóm có cực chuỗi protein, cịn co nước dạng dung mơi tự Người ta nhận thấy, nước bị nhốt có tính chất giống nước dung dịch muối loãng giữ lực vật lý, khơng thể bị đầy cách dễ dàng Có thể tạo gel tạo bẫy để nhốt nước Hoặc lỗ mạng lưới protein giữ nước dạng mao quản Khi từ dung dịch nước protein, giai đoạn đầu q trình tạo gel nhiệt sau (phương trình (II.1)): 1/ Phân li thuận nghịch cấu trúc bậc bốn thành đơn vị monomer; 2/ Biến tính khơng thuận nghịch cấu trúc bậc hai ba (sự giãn mạch phần): Phần đầu phương trình (II.2) phản ứng kết tụ, phần thứ hai phương trình (II.2) phản ứng đông tụ khô Trong điều kiện thuận lợi cho biến tính cho tập hợp (protein mang điện tích lứn pH thấp cao, lực ion yếu, có mặt số ion, có mặt tác nhân phân ly như: ure, guanidin, chất tẩy rửa) đun nóng làm xảy phản ứng theo phương trình (II.3) Giai đoạn tập hợp chậm so với giai đoạn biến tính có điều kiện để mạch polypeptit giãn mạch phần, có trật tự, đồng đều, trơn, trương mạnh, đàn hồi suốt; gel bền, không bị co tách dịch Ngược lại gel tạo thành từ tiểu phần protein có tập hợp thơ đục, đàn hồi đặc biệt không bền (gel bị co dễ chảy dịch) Sự giãn mạch phân tử protein làm xuất nhóm phản ứng nhóm kỵ nước (ưa béo) protein hình cầu Do tương tác kỵ nước protein – protein thuận lợi nguyên nhân việc tạo tập hợp liên tục Các protein có khối lượng phân tử cao có tỷ lệ phần trăm axit amin kỵ nước cao tạo gel có mạng lưới Khi nhiệt độ cao tương tác ưa béo thuận lợi hình thành liên kết hydro lại dễ dàng làm lạnh Sự gia nhiệt làm phơi bày nhóm – SH bên trong, xúc tiến việc hình thành trao đổi cầu đisulfua Khi có mặt nhiều nhóm – SH –S-S - tăng cường hệ thống mạng phân tử gel tạo bền với nhiệt Các cầu canxi lam cho gel có độ cứng độ bền tốt Vùng pH thuận lợi cho tạo gel mở rộng với tăng nồng độ protein Vì nồng độ protein cao liên kết ưa béo liên kết đisulfua có điều kiện để tạo thành bù trừ lại lực đẩy tĩnh điện cảm ứng vốn protein tích điện cao sinh Ở điểm đẳng điện vắng mặt lực đẩy nên gel tạo ta phồng, ngậm nước cứng Các protein có tỷ lệ axit amin ưa béo cao (trên 31,5% số phân tử) hemoglobin, ovalbumin, có vùng pH tạo gel thay đổi phụ thuộc vào nồng độ protein Trái lại protein có phần trăm axit amin ưa béo thấp (22÷31%) g - globulin, serumalbumin, gelatin protein đậu tương… lại khơng thay đổi pH tạo gel nồng độ protein thay đổi IV CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI QUÁ TRÌNH TẠO GEL 4.1 KIỂU PROTEIN Protein vị trí khác nhau, tạo gel cho cấu trúc khác Chẳng hạn gel từ myosin ức gà độ bền cao đùi gà Gel từ myosin thịt đỏ có cấu trúc tốt thịt trắng 4.2 NỒNG ĐỘ PROTEIN: Quyết định độ bền khả giữ nước gel Nồng độ protein cao, gel cứng bền Nếu nồng độ q thấp, có khả gel khơng hình thành 4.3 NHIỆT ĐỘ: nhiệt độ thấp tạo nhiều liên kết hydro 4.4 CÁC YẾU TỐ KHÁC - Axit hóa kiềm hóa nhẹ pH gel tạo thành 10 gel bền