Protein của củ & hạt lương thực

Protein của củ & hạt lương thực

MỤC LỤC



Lời mở đầu 2

I Giới thiệu chung 3

1/ Dự trữ protein trong củ và hạt 4

2/ Một số loại protein đon giản thường gặp ở củ, hạt 4

a) Albumin 5 b) Globulin 5

c) Prolamin 6

d) Glutelin 6

II Thành phần hoá học của một số loại củ và hạt thường gặp 6

1/ Hạt ngũ cốc, hạt lương thực 6

a) Lúa thóc, gạo 8

b) Ngô 10

c) Đậu tương (Đậu nành) 10

d) Lạc 12

e) Lúa mì 13

f) Vừng 15

g) Hạt đại mạch 15

h) Hạt hoà thảo 16

2/ Thức ăn củ quả 16

a) Khoai lang 16

b) Sắn 17

c) Khoai tây 17

d) Khoai sọ 18

III Một số thông tin về protein trong củ, hạt lương thực 18

1/ Gạo ngũ sắc mở ra triển vọng mới ở phương Đông 18

2/ Đậu nành có thể chữa được gan nhiễm mỡ 18

3/ Lợi ích mới của đậu nành 19

LỜI MỞ ĐẦU



Củ và hạt lương thực có thành phần hoá học khá phức tạp Trong hạt có những chất rất cần thiết cho cơ thể con người và gia súc Tất cả các chất có trong thành phần của hạt đều có thể ghép vào một trong hai nhóm: các chất hữu cơ và các chất vô cơ.

Các chất hữu cơ gồm có: protein, axit nucleic, chất béo, fecmen, vitamin, sắc tố, các gluxit … Các chất vô cơ gồm có: các chất khoáng và nước ….

Một trong những thành phần quan trọng nhất của hạt lương thực là protein Protein giữ một vai trò đặc biệt quan trọng trong các quá trình sinh lý của cơ thể sống Đó là đối chất chủ yếu của các quá trình trao đổi chất.

Củ và hạt là một trong những nguồn cơ bản về protein để thoả mãn nhu cầu của cơ thể con người và gia súc Thành phần cấu tạo của protein trong củ, hạt là các axit amin và các axit amin không thay thế được tạo thành ở thực vật.

Hàm lượng protein trong hạt lương thực thay đổi trong một phạm vi tương đối rộng và phụ thuộc vào loại giống hạt, điều kiện sinh trưởng của cây, thành phần của đất và phân bón.

Nội dung bài báo cáo này chỉ trình bày một cách tổng quan nhất về các dạng protein chủ yếu trong các loại củ và hạt, được

cụ thể hoá trong các loại ngũ cốc, lương thực phổ biến ở Việt Nam như: gạo, ngô, khoai, sắn, các loại đậu ….

Bài báo cáo được tham khảo, tổng hợp và chọn lọc từ nhiều tài liệu khác nhau Với trình độ và kiến thức còn hạn hẹp, chắc hẳn bài báo cáo này vẫn còn nhiều thiếu sót, chúng em mong được sự góp ý của cô để bài báo cáo này thêm hoàn thiện hơn.

Xin chân thành cám ơn cô.

TPHCM, ngày 30 tháng 11 năm 2006

Các thành viên trong nhóm

LỜI MỞ ĐẦU



Củ và hạt lương thực có thành phần hoá học khá phức tạp Trong hạt có những chất rất cần thiết cho cơ thể con người và gia súc Tất cả các chất có trong thành phần của hạt đều có thể ghép vào một trong hai nhóm: các chất hữu cơ và các chất vô cơ.

Các chất hữu cơ gồm có: protein, axit nucleic, chất béo, fecmen, vitamin, sắc tố, các gluxit … Các chất vô cơ gồm có: các chất khoáng và nước ….

Một trong những thành phần quan trọng nhất của hạt lương thực là protein Protein giữ một vai trò đặc biệt quan trọng trong các quá trình sinh lý của cơ thể sống Đó là đối chất chủ yếu của các quá trình trao đổi chất.

Củ và hạt là một trong những nguồn cơ bản về protein để thoả mãn nhu cầu của cơ thể con người và gia súc Thành phần cấu tạo của protein trong củ, hạt là các axit amin và các axit amin không thay thế được tạo thành ở thực vật.

Hàm lượng protein trong hạt lương thực thay đổi trong một phạm vi tương đối rộng và phụ thuộc vào loại giống hạt, điều kiện sinh trưởng của cây, thành phần của đất và phân bón.

Nội dung bài báo cáo này chỉ trình bày một cách tổng quan nhất về các dạng protein chủ yếu trong các loại củ và hạt, được

cụ thể hoá trong các loại ngũ cốc, lương thực phổ biến ở Việt Nam như: gạo, ngô, khoai, sắn, các loại đậu ….

Bài báo cáo được tham khảo, tổng hợp và chọn lọc từ nhiều tài liệu khác nhau Với trình độ và kiến thức còn hạn hẹp, chắc hẳn bài báo cáo này vẫn còn nhiều thiếu sót, chúng em mong được sự góp ý của cô để bài báo cáo này thêm hoàn thiện hơn.

Xin chân thành cám ơn cô.

TPHCM, ngày 30 tháng 11 năm 2006

Các thành viên trong nhóm

4/ Phát hiện đậu tương bổ thận cho người bị tiểu đường 19

5/ Thực phẩm giúp hạ huyết áp 20

6/ Thực phẩm có lợi cho sức khoẻ 21

7/ Trẻ em ăn ngũ cốc quá sớm dễ bị bệnh đường ruột 23

8/ Những lưu ý đối với người ăn chay 23

Tài Liệu Tham Khảo 25

PROTEIN TRONG CỦ VÀ HẠT LƯƠNG THỰC

I Giới thiệu chung:

Trong cơ thể động vật và thực vật, lượng protein rất khác nhau và sự phân bổ ở các

cơ quan cũng khác nhau

Ở thực vật (rau, củ, quả), lượng protein chiếm dưới 5% chất khô

Một số lọai đậu (nguồn cung cấp chủ yếu protein thực vật) chiếm khoảng 24-36% (Soya protein)

Bảng 1: Thành phần protein trung bình trong một số lọai củ hạt

Protein thực vậ t : được phân bố khác nhau trong từng bộ phận (Ở hạt, lượng protein chiếm 10 – 13%, trong lá và thân khoảng 1.2 – 3%, trong rễ khoảng 0.5%, riêng một số hạt đậu thì hàm lượng protein cao hơn 24 – 36%)

- Bên cạnh các loại ngũ cốc như lúa, ngô, khoai …., protein thực vật còn bao gồm các hạt cây họ đậu và khô dầu: đỗ tương, đỗ xanh, lạc, khô dầu đậu tương, khô dầu lạc Đặc điểm nổi bật của chúng là giàu protein và các axit amin không thay thế, thiếu các axit amin ko thay thế, nên protein thực vật là protein không hoàn hảo (Protein đậu đỗ dễ hoà tan trong nước và giàu lizin nên dễ tiêu hoá, hấp thu Hàm lượng canxi, magie, mangan, đồng trong đậu đỗ cũng cao hơn hạt hoà thảo, nhưng nghèo photpho).

- Để tăng lượng protein từ thực vật trong khẩu phần ăn hàng ngày, người ta dung nhiều biện pháp khác nhau: tìm hay lai tạo ra những giống hạt, củ, ngũ cốc có hàm lượng protein cao Sản xuất các chế phẩm protein từ các nguyên liệu hạt rồi bổ sung vào khẩu phần ăn hàng ngày

Bảng 2: Thành phần nguyên tố protein trong các hạt lương thực

Nguyên tố % khối lượng

Ở các lọai hạt ngũ cốc, protein chủ yếu được dự trữ trong lớp alaron, nội nhũ và phôi

• Tế bào alaron: hình chữ nhật hay vuông, bên trong có chứa các hợp chất có chứa

Nitơ Lớp này dày hay mỏng tùy thuộc vào loại, giống hạt và điều kiện canh tác

• Nội nhũ: là phần dự trữ chất dinh dưỡng của hạt, chứa protein và tinh bột (chiếm

tới 90 – 95% trọng lượng nội nhũ)

• Phôi: là phần phát triển thành cây non khi hạt nảy mầm vì thế trong phôi có khá

nhiều chất dinh dưỡng dễ tiêu hóa để cung cấp cho sự sống ban đầu của cây Trong

đó, một nửa là protein, một phần tư là đường và khá nhiều chất béo

Thành phần hóa học của các hạt khác nhau thì không giống nhau và tỉ lệ phân bố cũng không đều trong vỏ nội nhũ và phôi Các lọai hạt thông thường (gạo,ngô,lúa mì) có lượng protein chủ yếu khỏang 8-10% Riêng các lọai cây họ Đậu, protein chiếm một lượng khá lớn đến 24-36%

Trong hạt lúa mì chưa thuần thục, phần lớn protein dự trữ định vị trong các thể protein hình cầu có màng bao bọc, có đường kính từ 2-5 µm Khi hạt lúa mì chín, màng bao thể bị phá hủy, các protein dự trữ tạo ra một thứ chất kết dính vô định hình bao lấy

xung quanh các hạt tinh bột Trái lại, trong các hạt họ đậu và các lọai hạt ngũ cốc khác khi chín các thể protein này vẫn tồn tại

2 Một số loại protein đơn giản thường gặp ở củ, hạt

Trong các hạt ngũ cốc thường gặp một số loại protein đơn giản, dễ hòa tan

Bảng 3: Tỉ lệ % các loại protein trong các hạt ngũ cốc

a Albumin :

- Rất phổ biến trong hạt cây họ

Đậu

- Là protein dễ tan trong nước,

dễ bị biến tính bởi nhiệt, có

- Với các loại hạt khác nhau thì globulin cũng có những tên khác nhau.

VD: Eudestin hạt bông, Glixin đậu nành, Archin đậu phộng …

- Không tan hoặc tan rất ít trong nước

và dung dịch axit loãng Tan trong dung dịch loãng của muối trung hoà (NaCl, KCl, Na2SO4, K2SO4 ….)

- Các protein nhóm này thường bị kết tủa ở nồng độ (NH4)2SO4 bán bão hoà Để chiết globulin ta dùng dung dịch NaCl, KCl 4 – 10 %

- Globulin là protein dự trữ chủ yếu trong các cậy họ Đậu, chiếm khỏang 60 – 80 % tổng

số protein của các hạt này Nó là protein dự trữ, cung cấp protein thực vật cho động vật và con người Ở nhiều hạt hòa thảo, globulin chỉ chiếm 2 – 13 % tổng số protein của hạt và chủ yếu tập trung ở tầng aloron của hạt

- Các protein thuộc nhóm này thường có chứa sacarit

c Prolamin :

- Prolamin là nhóm protein chủ

yếu trong hạt ngũ cốc, prolamin có

trong phần nội nhũ chứa tinh bột

cây hòa thảo, là protein đặc trưng

trong phần nội nhũ của hạt cây họ

lúa

Hình 1: Cấu trúc Albumin

- Ứng với mỗi loại hạt, prolamin lại có những tên riêng Chẳng han, prolamin ở ngô có tên

là zein, ở kê có tên là penisetin, ở lúa mì có tên là gliadin, ở đại mạch có tên là hocđein, ở mạch đen có tên là secalin Hoặc như phần glutelin ở lúa mì có tên là glutenin, ở đại mạch

có tên là hocđenin, ở ngô, mạch đen và thóc thì có tên là glutelin, còn ở yến mạch thì lại có tên là avenin

- Không tan trong nước hoặc dung

dịch muối khoáng Tan trong rượu

(etanol hay isopropanol 70 – 80 %)

d Glutelin :

- Có trong nội nhũ của hạt hòa thảo và một số hạt của các cây khác Ở thực vật glutelin có

từ 1 – 3 %

- Ứng với mỗi lọai hạt glutelin cũng có tên khác nhau

VD: glutelin của lúa mì; gluten của hạt hòa thảo; orizein của lúa …

- Không tan trong nước, dung dịch muối loãng, rượu etylic Chỉ tan trong dung dịch kiềm loãng (0.2 – 2 %) hoặc axit loãng

II Thành phần hóa học của một số lọai củ và hạt

- Protein của lúa gồm chủ yếu là globulin và glutelin (orizein), ngoài ra còn có một ít lơcôzin và prolamin Glutelin tập trung nhiều ở nội nhũ, còn trong cám thì chứa nhiều globulin và lơcôzin hơn trong gạo, nghĩa là globulin và lơcôzin chủ yếu phân

bố ở các lớpvỏ trong, vỏ ngoài, lớp aloron và phôi hạt Hàm lượng prolamin trong lúa ít hơn nhiều so với hạt hoà thảo, chỉ chiếm vào khoảng 5 %

- Glutelin trong lúa (orizein) chiếm khỏang 80% protein tổng số hạt

- Trong protein của lúa có chứa hầu hết các axit amin không thay thế

Bảng 4: Thành phần acid amin không thay thế trong gạo ( g /100g protein)

LeucinIsoleucinLysinMethyoninPhenylalaninThreoninTryptophanValin

8.263.843.682.084.8030361.285.76

Hình 3: Cấu trúc Prolamin

- Trong quá trình chế biến lượng protein bị tách ra khỏi là 15 % (tách ra theo trấu và cám)

Bảng 5: Thành phần protein trung bình của gạo trắng và gạo đỏ (% chất khô)

Hình 5: Hạt gạo Bảng 7: Thành phần protein trong một số loại gạo

Gạo nếp 8.2 - chủ yếu là glutelin (orizenin) & globulin- ngoài ra có 1 ít lơcôzin & prolamin

- 4 loại: albumin, globulin, prolamin, glutelin

- chủ yếu là glutelin & prolamin, chiếm khoảng

75 % toàn lượng protein

b Ngô

Ngô là nguồn thức ăn giàu năng lượng Năng lượng trao đổi của ngô 3100-3200 Kcal ứng với 13 - 13,5 MJ/kg vật chất khô Hiện nay có nhiều giống ngô đang được trồng ở nước ta, các giống này cho hạt với màu sắc khác nhau như màu vàng, trắng, đỏ…

Bảng 8: Thành phần hoá học trung bình của hạt ngô (% chất khô)

Hàm lượng protein 8 – 12 %, trung bình là 9 - 10 % (Ngô hạt: 11.3 % , Ngô mảnh:

9.40 %) Hàm lượng protein thô trong ngô biến động lớn từ 80 – 120 g/kg phụ thuộc vào

giống.Protein chính của ngô là zein Trong protein của ngô thiếu tới 30 – 40 % lizin, 15–

30 % tryptophan, 80 % lơxin so với nhu cầu Giống ngô HQ-2000 có hàm lượng protein, lizin và tryptophan khá cao Ngô tương đối nghèo các nguyên tố khoáng như canxi (0,03

%); kali (0,45 %); mangan (7,3 mg/kg); đồng (5,4 mg/kg)

Bảng 9: Thành phần acid amin không thay thế của ngô (g /100g protein)

Leucin

2.731.924.963.680.644.80Hàm lượng protein trong hạt ngô

thấp hơn trong lúa mì nhưng cao hơn

trong lúa nước

Ngô chứa khoảng 720-800 g

tinh bột/kg chất khô và hàm lượng

xơ rất thấp Tỷ lệ mỡ tương đối cao:

4 - 6%, chủ yếu tập trung trong

mầm ngô Bột ngô bảo quản khó

hơn hạt vì chất béo dễ bị oxy hoá

Hàm lượng mỡ cao làm cho ngô

nghiền rất dễ bị ôi, mất vị ngon, hoặc

làm cho ngô nóng lên, dễ dàng phát

triển làm giảm giá trị dinh dưỡng và

xuất hiện độc tố aflatoxin

Bảng 10: Sự phân bố protein trong các phần của hạt ngô

Các phần của hạt Phần trăm trọng lượng của toàn hạt Hàm lượng protein (%)

Bảng 11: Hàm lượng trung bình các nhóm protein trong hạt ngô

(% theo lượng nitơ chung)

Hình 6: Quả ngô

c Đậu nành (đậu tương)

- Trong hạt đậu nành trung bình có 40 – 45 % protein, 18 - 20 % lipid, 30 – 35 % glucid và gần 5 % tro, năng lượng trao đổi 3600 - 3700 Kcal ứng với 15-16 MJ/kg vật chất khô

- Các lá mầm được tạo ra từ các tế bào kéo dài, bên trong chứa đầy các “thể protein” hình cầu, đường kính 2 - 10 µm Các thể protein được giữa nguyên khi nghiền vừa phải và có thể tách riêng

từ bột đã khử béo Các “thể protein” này chứa phần lớn các protein của hạt:

• Các protein dự trữ (globulin) có thể bị thủy phân trong thời gian hạt nảy mầm để làm chất dinh dưỡng cho phôi sinh trưởng

• Protein cấu trúc hoặc protein chức năng như enzyme và chất kìm hãm emzym thì thường được định vị trong phần còn lại của tế bào

Bảng 12: Thành phần acid amin không thay thế của đậu nành (g /100g protein)

Lọai axit amin Đậu nành

LeucinIsoleucinLysinMethyoninPhenylalaninThreoninTryptophanValin

7.844.486.401.284.963.841.284.80

- Với phương pháp siêu ly tâm người ta có thể tách ra được 4 đoạn tương ứng với các hệ số

sa lắng S 20,w (đơn vị Svedberg ở 20oC trong nước, 1S = 10 -13 sec) là 2S, 7S, 11S, 15S + Ở

Hình 7: Hạt đậu nành

đậu tương, các globulin 7S, 11S chiếm trên 70% tổng lượng protein của hạt Tùy giống đậu nành mà tỉ lệ giữa globulin 11S / globulin 7S nằm giữa 0.5 – 3.

• Globulin 11S (Glixinin) cấu tạo từ 12 “dưới đơn vị” tương đối ưa béo (6 kiểu A có tính acid và 6 kiểu B có tính kiềm) Polypeptit A luôn luôn gắn liền với peptit B qua cầu đisulfua Trong phân tử có từ 42 đến 46 nguyên tử lưu huỳnh ở dưới dạng các cầu disulfua (ASSB)

 Do đó, người ta coi glixinin được cấu tạo từ 6 “dưới đơn vị”

- Mô hình cấu trúc glixinin: các dưới đơn vị được xếp thành hai hình 6 cạnh chồng lên nhau tạo cho phân tử có một hình thể cầu rắn chắc Mỗi dưới đơn vị A sẽ nằm gần 3 dưới đơn vị B và ngược lại

• Globulin 7S (β-conglixinin), chiếm gần 35% trọng lượng protein của hạt, là một

glucoprotein chứa gần 5% glucid Phân tử được cấu tạo nên từ 3 dưới đơn vị α, α’,

β, có tính acid Ở pH giữa 5-10, khi lực ion yếu (0.1), β-conglixinin tạo thành một

dime gồm 6 dưới đơn vị (M ~ 370 000)

 Trong đó, dưới đơn vị kiểu α, α’ (M ~ 54000 dalton) có thành phần axit

amin giống nhau và thiếu xistein, methionin

 Dưới đơn vị kiểu β (M ~ 42 000 dalton) không chứa xistein và metionin

 Trong đọan 7S còn có các hemaglutinin (hay lectin) có thể tạo phức khá bền vững với các hợp chất glucid

 Ngoài ra còn có một số chất kìm hãm protease như antitripsin

Bảng 13: Tỷ lệ và đặc trưng của các đọan protein hòa tan trong nước của đậu nành

Xito-amilase lipoxigenase hemaglutinin

Globulin 7S (β – conglixinin)

Globulin 11S (Glixinin)

Tính chất:

- Protein đậu nành có hàm lượng methionin hơi thấp (1.28g / 100g protein)

- Protein đậu nành chủ yếu thuộc loại tan trong nước Nếu không bị biến tính trong quá trình chế biến, 85 % protein đậu nành sẽ tan trong nước ở pH = 7 & pH = 2; 95 % tan ở pH

- Glixinin dễ dàng bị phân ly thành các dưới đơn vị của mình khi gia nhiệt đến 80oC, ở lực ion thấp (0.01), ở pH acid hay kiềm, hay khi có mặt ure, chất tẩy rửa hay tác nhân khử Khi

có lực ion cao hơn thì cấu trúc bậc 4 lại bền vững Ở pH trung tính và lực ion bằng 0.1, glixinin tự liên hợp lại nhưng mức độ trùng hợp còn bé

- Ở môi trường acid hay kiềm hoặc khi thẩm tách ở lực ion 0.5 thì phân tử β-conglixinin sẽ

tự phân ly thành các dưới đơn vị Nếu sản phẩm gia nhiệt đầy đủ trong điều kiện môi trường ẩm thì có thể khử họat được các chất kìm hãm protein

Bảng 14: Thành phần protein ở các phần của hạt đậu nành

Các phần của hạt đậu nành % trọng lượng hạt Protein (% trọng lượng khô)

Bảng 15: Thành phần các loại protein trong hạt đậu nành

Loại protein % protein

Các chế phẩm từ đậu nành được sử dụng trong thực tế : sữa đậu nành, đậu hủ, tương chao, nước tương …

d Lạc

Lạc được trồng phổ biến ở vùng nhiệt đới, củ lạc có nhiều dầu mỡ: 33 – 40 % trong lạc

và vỏ; 48-50% trong lạc nhân Sản phẩm phụ của lạc sau khi ép dầu là khô dầu lạc được sử dụng như một nguồn thức ăn protein trong chăn nuôi, đặc biệt là chăn nuôi gia cầm Hàm lượng protein 30-32% trong khô dầu cả vỏ, 45-50% trong khô dầu lạc nhân, tỷ lệ xơ tương ứng là 27,2% và 5,7%

Trong lạc chứa rất ít tinh bột, các chất dinh dưỡng của lạc được tích tụ dưới dạng chất béo và protein là chủ yếu

Giá trị sinh học của protein trong lạc và khô dầu lạc

thấp hơn khô dầu đậu tương, bột cá vì nghèo lysin Do

đó, khi dùng khô dầu lạc làm thức ăn protein phải chú ý

bổ sung thức ăn giàu lysin như đỗ tương, bột cá, hoặc

chế phẩm lysin

e Lúa mì

- Hạt lúa mì thường chứa trung bình 13 % protein, có lọai chứa đến 25 %

Bảng 16: Hàm lượng protein trung bình trong lúa mì

Loại lúa mì % Protein