đặc điểm, tính chất ứng dụng của protein đậu đỗ

đặc điểm, tính chất ứng dụng của protein đậu đỗ

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM VIỆN CN SINH HỌC – THỰC PHẨM

TIỂU LUẬN HÓA SINH THỰC PHẨM

ĐỀ TÀI:

ĐẶC ĐIỂM, TÍNH CHẤT, ỨNG DỤNG CỦA PROTEIN

ĐẬU ĐỖ

Sinh viên thực hiện:

Giảng viên hướng dẫn:

Lớp học phần :

TP.Hồ Chí Minh, ngày 2 tháng 11 năm 2013

LỜI MỞ ĐẦU

Protein là thành phần không thể thiếu được của tất cả các cơ thể sống, là nền tảng về cấutrúc và chức năng của cơ thể sinh vật Cùng với các loại protein có nguồn gốc từ động vật thìcác loại protein trong hệ thống protein đậu đỗ cũng góp một phần hết sức quan trọng cho chế độdinh dưỡng của con người Nhìn chung protein từ thực vật có hàm lượng axit amin thiết yếuthấp hơn protein từ động vật như: lysine, methionine Tuy nhiên giá trị dinh dưỡng mà cácprotein trong hệ thống đậu đỗ mang lại lại vô cùng quý giá Trong đó phải kể đến protein đậutương, một trong những protein thực vật tốt nhất, protein trong đậu xanh chiếm tới 30% gồm 8loại axit amin thiết yếu hay protein trong đậu đen được cơ thể hấp thu dễ dàng và có đầy đủ 10loại axit amin cần thiết giúp duy trì tuổi thanh xuân, chống lão hóa và đặc biệt là liệu pháp giảmcân hiệu quả Các sản phẩm thực phẩm từ các loại đậu được chế biến dựa trên những tính chấtchức năng của protein có trong bản thân nguyên liệu đậu (các loại giá, các loại xôi, cháo).Ngoài ra nó còn là những nguyên liệu đễ bài chế các loại thuốc (trị bệnh trĩ) Nắm rõ tính chấtchức năng cũng như những biến đổi của protein trong các giai đoạn chế biến giúp cho chúng ta

đa dạng hóa các sản phẩm từ các loại đậu và kiểm soát được quá trình chế biến để tạo ra chấtlượng tốt nhất cho sản phẩm (cả về giá trị dinh dưỡng và giá trị cảm quan) Chính vì vậy việctìm hiểu sâu sắc về hệ thống protein trong các loại đậu đỗ là yêu cầu quan trọng của các chuyênviên ngành công nghệ thực phẩm

Cuối cùng chúng em xin chân thành cám ơn cô Nguyễn Thị Mai Hương đã hướng dẫn

và cung cấp kiến thức để cho chúng em có thể hoàn thành đề tài "Đặc điểm, tính chất và ứng

dụng của protein đậu đỗ" Trong quá trình làm tiểu luận và tiếp cận với những kiến thức về

protein và các loại đậu không thể tránh khỏi sai sót, chúng em xin được lắng nghe những ý kiếnđóng góp của cô để bài tiểu luận được hoàn chỉnh hơn

M C L C ỤC LỤC ỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 2

MỤC LỤC 3

I GIỚI THIỆU CHUNG 5

1 Protein là gì? 5

2 Vai trò của protein 5

a Trong đời sống 5

b Trong công nghệ thực phẩm 5

3 Giá trị dinh dưỡng của protein 6

II ĐẶC ĐIỂM CỦA PROTEIN ĐẬU ĐỖ 7

1 Đậu nành (Đậu tương) 7

2 Đậu phộng(Lạc) 10

3 Đậu xanh 11

III TÍNH CHẤT CỦA PROTEIN ĐẬU ĐỖ 12

1 Protein đậu nành (đậu tương) 12

a Tính hòa tan trong nước 12

b Biến tính tạo gel 12

c. Sự phân li và sự tập hợp 13

d. Khả năng tạo nhũ tương 14

2 Protein đậu phộng 14

a Tính hòa tan 14

b Khả năng giữ dầu 15

c Khả năng tạo gel và tạo nhớt 15

d. Khả năng tạo bọt và ổn định bọt 16

e Khả năng nhũ hóa 17

1 Đậu xanh 23

2 Đậu nành (đậu tương) 23

3 Đậu đen 24

4 Đậu đỏ 25

5 Đậu ván trắng 26

DANH SÁCH THỰC HIỆN NỘI DUNG BÀI TIỂU LUẬN 28

TÀI LIỆU THAM KHẢO 29

I GIỚI THIỆU CHUNG.

1 Protein là gì?

- Protein (Protit hay Đạm) là những đại phân tử có khối lượng 5000-1000000 daltons được

cấu tạo theo nguyên tắc đa phân mà các đơn phân là L- α- axít amin Chúng kết hợp vớinhau thành một mạch dài nhờ các liên kết peptide (gọi là chuỗi polypeptide) Các chuỗinày có thể xoắn cuộn hoặc gấp theo nhiều cách để tạo thành các bậc cấu trúc không giankhác nhau của protein

- Trong cơ thể sống lượng protein phân bố ở động vật và thực vật rất khác nhau và sự phân

bố ở các cơ quan cũng khác nhau Ở thực vật (rau củ quả) lượng protein chiếm dưới 5%chất khô Riêng ở một số loại đậu (nguồn cung cấp chủ yếu là protein thực vật) chiếmhơn 24-36% (soya protein) Thành phần protein trung bình : đậu nành chiếm 36,6%, đậuphộng và các loại đậu khác chiếm 23-27%

2 Vai trò của protein.

a Trong đời sống.

- Protein cần cho sự chuyển hóa bình thường của chất khác: I, G Protein cung cấp axitamin để cơ thể trưởng thành Khi trưởng thành cũng cần có đầy đủ các amin để duy trì tếbào và các mô do tế bào và mô không ngừng đổi mới

- Cung cấp năng lượng cho cơ thể, thường cung cấp 10-15% năng lượng của khẩu phần, 1gprotein đốt cháy trong cơ thể cho 4kcal Về mặt tạo hình, không có chất dinh dưỡng nào

có thể thay thế protein

- Vai trò quan trọng nhất: xúc tác, cấu trúc và tạo hình Tham gia vào hình thành các cơbắp, máu, bạch huyết, hoocmon, enzim, kháng thể, các tuyến bài tiết và nội tiết Ở cơ thểngười bình thường chỉ có mật và nước tiểu không chứa protein

- Thiếu protein gây ra những rối loạn nghiêm trọng trong cơ thể làm ảnh hưởng xấu đếnhoạt động bình thường của nhiều cơ quan chức năng như gan, tuyến nội tiết và hệ thầnkinh Khi thiếu protein trong các bữa ăn hàng ngày dẫn đến nhiều biểu hiện xấu cho sứckhỏe như suy dinh dưỡng, sút cân mau, chậm lớn ( đối với trẻ em), giảm khả năng miễndịch, khả năng chống đỡ của cơ thể đối với một số bệnh Ngoài ra, nó còn làm thay đổithành phần hóa học và cấu tạo hình thái cùa xương ( lượng canxi giảm, lượng magie tăngcao) Do vậy, mức protein cao chất lượng tốt ( protein chứa đầy đủ các axitamin khôngthay thế) là cần thiết cho thức ăn trong mọi lứa tuổi

b Trong công nghệ thực phẩm.

- Protein là chất có khả năng tạo cấu trúc, tạo hình khối, tạo trạng thái cho các sản phẩmthực phẩm Nhờ khả năng này mới có qui trình công nghệ sản xuất ra các sản phẩm tươngứng từ các nguyên liệu giàu protein.

- Nhờ có các protein hòa tan của malt mà bọt CO2 ( một thành tố quan trọng của chất lượngbia) trong bia mới giữ được bền Nhờ tính chất đặc thù của cazein trong sữa mới chế tạo

ra được 2000 loại phomat hiện nay trên thế giới

- Gelatin của da có khả năng tạo ra gel và giữ gel bền bằng liên kết hidro nên mới có công

nghệ tạo ra màng để bọc kẹo và bao thuốc viên ( mà khi cho vào miệng thì với nhiệt độthân nhiệt đủ phá vỡ liên kết hidro và gel tan chảy)

- Protein gián tiếp tạo ra chất lượng cho các thực phẩm.

- Các axitamin ( trừ protein phân giải ra) có khả năng tương tác với đường khi gai nhiệt để

tạo ra được màu vàng nâu cũng như hương thơm đặc trưng của bánh mì gồm 70 cấu tửthơm

- Các protein còn có khả năng cố định mùi tức là khả năng giữ hương được lâu bền cho

thực phẩm

3 Giá trị dinh dưỡng của protein.

- Protein là hợp chất chủ yếu, quyết định toàn bộ các đặt trưng của khẩu phần ăn Chỉ trên

nền tảng protein cao thì tính chất sinh học của các cấu tử khác mới thể hiện đầy đủ

- Có 10 axit amin cần thiết mà cơ thể không tự tổng hợp được hoặc là tổng hợp được rất ít

là lysine, tryptophan, phenylalanine, leucine, isoleucine, valine, threonine, methionine,arginine, histidine

- Giá trị dinh dưỡng một loại protein cao khi thành phần axitamin cần thiết trong đó cân

đối và ngược lại Các loại protein nguồn gốc động vật có giá trị dinh dưỡng cao, còn cácloại protein thực vật có giá trị dinh dưỡng thấp hơn Biết phối hợp các nguồn protein thức

ăn hợp lí sẽ tạo nên giá trị dinh dưỡng cao của khẩu phần Ví dụ: gạo ngô nghèo lysinecòn đậu tương, lạc, vừng sẽ tạo nên protein khẩu phần có giá trị dinh dưỡng cao hơn cácprotein đơn lẻ

- Vì vậy, bổ sung chất đạm hằng ngày sẽ giúp cơ thể luôn khỏe mạnh, làn da mịn màng,

hồng hào, tươi trẻ, chống lão hóa Đặc biệt đối với người muốn giảm cân, bạn sẽ thoátkhỏi cảm giác thèm ăn khó chịu vì cơ thể luôn có cảm giác no và sảng khoái

 Giá trị dinh dưỡng của đậu đỗ.

- Từ xưa, dựa trên kinh nghiệm ông cha ta đã sử dụng đậu đỗ làm thức ăn truyền thống rất

phổ biến

- Ngày nay, với những tiến bộ khoa học trong các lĩnh vực hoá thực phẩm, người ta đã xác

định được giá trị dinh dưỡng của đậu đỗ

- Đậu đỗ được coi là một trong các loại thực phẩm quý vì có giá trị dinh dưỡng cao, giàu

đạm Riêng đậu tương còn có nhiều axit béo không no

- Người ta tính ra trong 100g đậu đỗ cung cấp:

 Khoảng 350 Kcal năng lượng (tương đương với gạo)

 Lượng chất béo, nhìn chung là thấp (chỉ khoảng từ 1-3g) trừ đậu tương cung cấp18g

 Lượng protein trong đậu đỗ (khoảng từ 20-25g) cao gấp 3 lần so với gạo Đặc biệt,hàm lượng protein trong đậu tương lên tới 34-40g

 Giàu vi chất dinh dưỡng cần thiết như: Vitamin nhóm B, vitamin C, kẽm, Ca, sắt

- Do giá trị dinh dưỡng cao nên đậu đỗ là thức ăn bổ dưỡng cho tất cả mọi người, đặc biệt

cho người già vì đậu đỗ có hàm lượng cholesterol không cao, không gây tác hại cho hệtim mạch người già; đậu đỗ có hàm lượng đạm cao, có nhiều chất béo chưa no, rất cầncho sự tăng trưởng và phát triển của trẻ em

- Mặc dù đậu đỗ giàu đạm, nhưng thiếu 1 số axit amin chứa lưu huỳnh cần thiết như:

methionine, cystein, nhưng lại giàu lysine Ngược lại, ngũ cốc nghèo lysin, nhưng nhiềumethinonine và cystin, do đó, đậu đỗ phối hợp với ngũ cốc sẽ bổ sung các chất dinhdưỡng cho nhau làm tăng giá trị dinh dưỡng của món ăn

II ĐẶC ĐIỂM CỦA PROTEIN ĐẬU ĐỖ

1 Đậu nành (Đậu tương)

- Trong hạt đậu nành trung bình có từ 40-45% protein, trong đó globulin chiếm 85-95%.Ngoài ra hạt đậu nành còn chiếm 18-20% lipid, 30-35% glucid, 5% tro

- Các lá mầm được tạo ra từ các tế bào kéo dài, bên tròn chứa đầy các “ thể protein” hìnhcầu, đường kính 2-10μm 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 đểlàm chất dinh dưỡng cho phôi sinh trưởng

 Protein cấu trúc hay protein chức năng như enzyme và chất kìm hãm enzyme thìthường được định vị trong phần còn lại của tế bào.

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

Bảng 1: Thành phần protein của các phần ở hạt đậu nành

- Protein trong đậu nành là loại đậu duy nhất chứa đựng tất cả 8 loại amino acid thiết yếucùng với hàm lượng cần thiết và cao hơn cả protein thịt động vật, gấp đôi trong các loạiđậu khác 8 loại acid amin này không thể tự tạo bởi cơ thể con người mà cần phải hấp thụ

từ nguồn thực phẩm bên ngoài 8 chất amino thiết yếu này là: Leucine, Isoleucine,Lysine, Methionine, Phenylalanine, Threonine, Trytophan , Valine

nành).

0.5-3

Thành phần Khối lượng

LeucineIsoleucineLysineMethioninePhenylalanineThreonineTrytophanValin

7.844.486.401.284.963.841.284.80

 Globulin 11S (glixinin) cấu tạo từ 12 “dưới đơn vị” tương đối ưa béo (6 kiểupolypeptide A có tính acid và 6 kiểu polypeptide B có tính kiềm) Polypeptide Aluôn gắn liền với polypeptide B qua cầu nối đisunfua Trong phân tử có từ 42-46nguyên tử lưu huỳnh ở dưới dạng các cầu đisunfua Do đó người ta coi glixininđược cấu tạo từ 6 “dưới đơn vị”:

 Cấu trúc glixinin: các dưới đơn vị được xếp thành hai hình 6 cạnh chồng lênnhau tạo cho phân tử có một hình thể cầu rắn chắc Mỗi dưới đơn vị A sẽnằm gần 3 dưới đơn vị B và ngược lại

Glixinin

 Globulin 7S (β-conglixinin), chiếm gần 3-5% trọng lượng protein của hạt, là mộtglucoprotein chứa gần% glucid Phân tử chứa từ 3 “dưới đơn vị” α , α ' , β.Ở pH giữa5-10, khi lực ion yếu, β-conglixinin tạo thành một đime gồm 6 “dưới đơn vị” có Mkhoảng 370000 dalt Trong đó:

+ Dưới đơn vị kiểu α , α '(M 54000 dalt) có thành phần acid amin giốngnhau và thiếu xistein và methionine

+ Dưới đơn vị kiểu β¿M 42000 dalt) không chứa xistein và methionine.+ Trong đoạn 7S còn có hemaglutinin (lectin) có thể tạo phức khá bền vững vớicác hợp chất glucid.

+ Ngoài ra còn có một số chất kìm hãm protease như antitrypsin

2 Đậu phộng(Lạc)

- Protein trong đậu phộng chiếm 21-36% Trong đó thì 90-95% là globulin gồm 2 loại :arachin( chiếm ¾) và conarachin(chiếm ¼) Ngoài ra còn có một số hàm lượng khôngđáng kể như: albumin, prolamine, glutenin

- Protein đậu phộng có chứa các loại acid amin quan trọng như: Arginine, leucine, glycine,phenylalanine, serine, proline…

Thành phần Khối lương(g)Arginine

LeucineGlycinePhenylalanineSerine

ProlineValineTyrosineAlanineLysineIsoleucineThreonineHistidineCystineMethionineTryptophan

3.0011.6271.5121.3001.2361.1071.0521.0200.9970.9010.8820.8590.6340.3220.3080.2445

Bảng 2: Thành phần các acid amin trong protein đậu phộng( g/100g)

III TÍNH CHẤT CỦA PROTEIN ĐẬU ĐỖ

1 Protein đậu nành (đậu tương)

a Tính hòa tan trong nước

- Protein đậu nành chủ yếu thuộc loại hòa tan trong nước

- 85% protein sẽ tan trong nước ở pH=7 và pH=2; 95% protein tan ở pH=11

- Độ hòa tan khoảng từ 5-95% SNI

- Khả năng tan của protein đậu nành phụ thuộc vào khả năng tan của globulin(globulinchiếm 85-95% protein)

Ví dụ: globulin 11S tan ở pH=4 trong dung dịch NaCl 1M

kìm hãm

tripsin

Xitocrom m C

β-amilas e

Lipoxigenas e

Hemaglutini n

600000

Bảng 3: Tỷ lệ và đặc trưng của các đoạn protein hòa tan trong nước của đậu nành

b Biến tính tạo gel

- Khi dung dịch protein đậu nành có nồng độ đậm đặc (>5% P/V protein) được đun nóng ở

pH gần trung tính thì sẽ tạo gel Dung dịch đầu tiên qua một trạng thái lỏng có độ nhớttăng cao gọi là giai đoạn tiền gel

- Khi lực ion còn yếu, ở 70℃ thì β-conglixinin được giãn mạch hoàn toàn

- Khi lực ion cao, ở nhiệt độ cao thì độ nhớt sẽ tăng

- Việc tạo thành gel phụ thuộc vào liên kết protein – nước và liên kết protein – protein

- Độ cứng của protein đậu nành sẽ giảm cùng nồng độ NaCl và khi vượt quá một nhiệt độnào đó.

- Acid hóa dung dịch protein đậu nành đến pH=5,5 hoặc thêm ion Ca2+ sẽ làm protein đông

tụ lại từng cục tương đối đàn hồi Nếu đun nóng các cục đã thu được bằng kết tủa đẳngđiện hoặc bằng canxi sẽ làm các chuỗi polypetide bị giãn mạch và tạo nên mạng lướikhông gian ba chiều có kết cấu của một gel thực thụ

- Sự tạo thành gel của protein đậu nành cũng có thể thực hiện bằng kiềm hóa rồi tiếp đótrung hòa, protelizo hạn chế hoặc thêm các dung môi có thể hòa lẫn được với nước nhưrượu hoặc glycol

- Cả glixinin và β-conglixinin đều bị biến tính khi tiếp xúc với hỗn hợp nước – etanol cóhàm lượng rượu trên 20% Rượu càng kị nước mạch cacbon càng dài thì giãn mạchprotein càng nhanh và độ cứng của gel càng lớn

c Sự phân li và sự tập hợp

- Khi đun nóng dung dịch β-conglixinin loãng ở pH=7-8 và lực ion yếu ở 100℃ thì các

phần tử của chúng sẽ phân li thành các tiểu phần mà không kèm theo các hiện tượng tậphợp phân tử

- Khi gia nhiệt đến 100℃ dung dịch glixinin có nồng dộ loãng (<1% P/V protein), 7,6 và lực ion 0,2 - 0,4 thì các phần tử cũng phân ly thành các tiểu phần và sau đó thì tậphợp lại

pH=7 Khi đun nóng đến 80℃ dung dịch vừa chứa glixinin và β-conglixinin có nồng độ loãng(<1% P/V protein) và pH=8 thì sự phân li và tập hợp sẽ xảy ra

- Các giai đoạn:

 Sự phân ly của glixinin

 Sự phân ly của β-conglixinin: phân ly thành 3 tiểu phần acid mang điện tích âm, sựphân ly này xảy ra đồng thời với sự phân ly glixinin

+ Một phức hợp hòa tan được tạo thành giữa một dưới đơn vị β-conglixinin và mộtdưới đơn vị mang điện tích ngược dấu, phức này ổn đình nhờ lực tĩnh điện Phứcnày hòa tan do tổng điện tích là âm

+ Nếu đưa lực ion của dung dịch lên 0,5 bằng cách thêm NaCl (0,5M) thì các ion

Na+ và Cl- sẽ thủ tiêu lực hút tĩnh điện giữa hai đơn vị của phức Khi đó các dướiđơn vị kiềm tính sẽ giải phóng sẽ tự tập hợp lại và kết tủa do các tương tác ưa béotrong khi đó các dưới đơn vị β-conglixinin háo nước hơn nên vẵn ở trạng thái hòatan

+ Khi đun nóng dung dịch protein đậu nành 1% đến 95℃ ở pH=7, quá trình tậphợp sẽ thuận lợi khi lực ion tăng 0 - 0,2M Tốc độ pH sẽ tăng trong khoảng từ 4-6nhưng sẽ gần bằng 0 khi pH có tính acid hoặc kiềm

d Khả năng tạo nhũ tương

Protein có khả năng tạo nhũ tương và ổn định hệ nhũ tương, nhờ đó mà có sự liên kếtgiữa các phân tử nước và chất béo, đây là tác nhân kết dính rất tốt

2 Protein đậu phộng

a Tính hòa tan

 Tính hòa tan của protein đậu phộng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: thànhphần amino acid có trong protein đậu phộng, pH của protein,…

 Ảnh hưởng của thành phần amino acid:

- Khả năng hòa tan và hấp thụ nước của protein đậu phộng phụ thuộc vàothành phần các amino acid có trong phân tử (thường là trên bề mặt các phân