HỆ THỐNG PROTEIN ĐẬU NÀNH- GIÁ TRỊ SINH HỌC

Năm 2838 trước công nguyên, hoàng đế Trung Quốc Sheng Nung viết Materia Medica

Protein đậu nành – Giá trị sinh học TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA KĨ THUẬT HÓA HỌC BỘ MÔN: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM TIỂU LUẬN HÓA SINH ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG PROTEIN ĐẬU NÀNH- GIÁ TRỊ SINH HỌC GVHD: TS TRẦN BÍCH LAM Nhóm thực hiện: Nguyễn Trần Tuấn Anh- 6080076 Nguyễn Thế Ngọc Châu- 60800177 Phan Thị Kiều Châu- 60800179 Nguyễn Tấn Khoa- 60800984 Lê Huỳnh Ngọc Liễu- 60701273 Lê Thị Tuyết Nhung- 60801485 Tiểu luận Hóa Sinh Trang 1 Protein đậu nành – Giá trị sinh học I. Tổng quan về đậu nành: 1. Nguồn gốc: Tên thứ hai : Glycine max Giới : Plantae Ngành : Magnoliophyta Lớp : Magnoliopsida Bộ : Fabales Họ : Fabaceae Phân họ : Faboideae Giống : Glycine Loài : max Năm 2838 trước công nguyên, hoàng đế Trung Quốc Sheng Nung viết Materia Medica. Trong tài liệu này, cây đậu nành được ghi chú là có giá trị vì khả năng làm thuốc. Đậu nành được trồng đầu tiên ở Bắc Trung Quốc, từ đây đã truyền sang Nhật, Hàn Quốc và Nam Á. Đậu nành đã được biết đến như là một thứ thuốc ở các tài liệu từ Trung Quốc, Ai Cập và Mesopotamia ở những năm 1500 trước công nguyên hay sớm hơn. Ở thời ấy, những hợp chất đã lên mốc, lên men từ đậu nành đã được sử dụng như là những chất kháng sinh để trị vết thương và giảm sưng. Năm 1712, đậu nành được giới thiệu vào Châu Âu bởi Englebert Kaempfer, nhà thực vật học người Đức đã được học ở Nhật. Một nhà thực vật học người Thụy Điển Carl von Linne đã hoàn tất nghiên cứu đậu nành và đặt tên cho nó là Glycine max bởi những nốt sần ở rễ. Không may là đất và khí hậu không thích hợp ở Châu Âu đã làm cho sự thử nghiệm sản xuất đậu nành bị ngưng. Tiểu luận Hóa Sinh Trang 2 Protein đậu nành – Giá trị sinh học Cây đậu nành đến Mỹ những năm 1800. Thời đó đậu nành được sử dụng như một ballast (vật nặng để giữ cho tàu thuyền thăng bằng khi không có hàng) cho những thuyền có hành trình xa từ Trung Quốc và được dỡ hàng nhường chỗ cho hàng hóa trong chuyến đi kế tiếp. Vì tò mò, một vài nông dân đã trồng hạt đậu nành. Cây đậu nành đầu tiên trồng ở Mỹ là cây đậu đã lớn lên ở Pennsylvania. Năm 1829, những nông dân Mỹ đã trồng đậu nành theo vụ và đến năm 1898 Bộ Nông Nghiệp Mỹ đã đem về một số giống khác từ Châu Á. Năm 1904, George Washington Carver đã khám phá ra rằng đậu nành giàu protein và dầu. Người tiên phong về đậu nành William. J .Morse đã trải qua hai năm ở Trung Quốc và đã thu được 10000 giống đậu nành khác phục vụ cho mục đích nghiên cứu ở Mỹ. Năm 1920, tiến sĩ John Harvey Kellogg đã đề ra sự thay thế đậu nành vào bữa ăn và sữa đậu nành cho người tiêu dùng. Tuy nhiên nông dân Mỹ đã không nắm bắt thời cơ cho tới khi những cánh đồng đậu nành ở Trung Quốc bị tàn phá trong thế chiến thứ II và cuộc nội chiến ở Trung Quốc năm 1940. Ngày nay đậu nành đã trở nên phổ biến và được trồng ở rất nhiều nước trên thế giới. Protein đậu nành được thừa nhận là ngang hàng với protein thịt động vật, hay nói một cách dễ hiểu hơn là lượng và phẩm protein chứa trong nửa cup hạt đậu nành (khoảng 2 ounces) không khác biệt với lượng và phẩm protein chứa trong 5 ounces thịt bò steak. Tiểu luận Hóa Sinh Trang 3 Protein đậu nành – Giá trị sinh học 2. CẤU TẠO CÂY ĐẬU NÀNH: Cây đậu nành có 4 loại lá : hai lá mầm, hai lá đơn, lá có ba lá chét và lá gốc. Nốt sần là phần vỏ rễ phình ra và trong đó có vi khuẩn Rhizobium japonicum sinh sống. Vi khuẩn này hình gậy, sống trong đất, có khả năng đi vào rễ và cố định đạm từ khí trời. Một cây đậu có khoảng vài trăm nốt sần phân bố trên các rễ ở độ sâu 1m. Vi khuẩn thường xuyên xâm nhập vào rễ, ở phần giữa đỉnh rễ và lông hút nhỏ nhất, tạo thành một chuỗi nhiễm là một ống có lỗ hở. Mỗi vi khuẩn được bao bọc một màng tạo thành túi, nếu vi khuẩn đi vào chất nguyên sinh của tế bào rễ mà không được bọc một màng thì nó sẽ tạo thành nốt sần không có tác dụng. Ở trong túi, vi khuẩn nhân nhanh cho tới khi một vài vi khuẩn hoặc dạng vi khuẩn được hình thành. Nốt sần có tập tính sinh trưởng hữu hạn và bám vào rễ, phần giữa nốt sần là tế bào nhu mô đầy túi Bacteroids. Túi Bacteroids chiếm 80% thể tích tế bào, còn lại 20% là nguyên sinh chất và các thành phần khác. Phần giữa của Bacteroids là những tế bào không bị nhiễm vi khuẩn và phân chia mạnh tạo thành ống dẫn (nơi trao đổi giữa tế bào chủ và Bacteroids cố định đạm. Nốt sần có thể tăng trưởng đến 60 ngày thì bắt đầu giảm tuổi thọ từ giữa và tiến dần ra ngoài, cuối cùng bị thối. Đạm được cố định ở Bacteroids. Tiểu luận Hóa Sinh Trang 4 Protein đậu nành – Giá trị sinh học Enzyme nitrogenase nằm ở Bacteroids chứa từ 2-5% tổng số đạm của nốt sần, nó có 2 ngăn : ngăn 1 chứa Mo-Fe-protein gọi là dinitrogenase và ngăn 2 là Fe-protein gọi là dinitrogenase reductase. Trong quá trình cố định đạm sinh ra H 2 . Leghaemoglobin có ở trong nguyên sinh bao quanh Bacteroids và ở vỏ của Bacteroids, có vai trò đưa oxy vào mô nốt sần. Sản phẩm đầu tiên của cố định đạm là NH 3 do vi khuẩn Brady Rhizobium japonicum tiết ra hầu hết. NH 3 sau đó chuyển hóa vào glutamin và glutamate ở cylosol tế bào chủ, các nhà khoa học cũng cho rằng NH 3 oxi hóa thành NO 3 - ở trong Bacteroids. Đậu nành thuộc nhóm vận chuyển ureide, allatoin và allansoic acid là dạng đạm chính được chuyển hóa từ nốt sần vào cây. Ureide thủy phân thành urê và glyoxylate dưới sự xúc tác của allantoinase và allantoicase cho thấy trong quá trình chuyển hóa của allantoase dưới xúc tác của allantoicase. Allantoicase được hình thành được hình thành dưới xúc tác của ureidoglycolase, nó chuyển thành glyoxylate và hai phân tử urê tiếp theo lại được chuyển hóa do men urease thành amin acid. Urease có mặt trong các bộ phận của cây. Hoạt tính urease bị ức chế do thiếu nitơ nhưng Ni kích thích hoạt tính của urease, khi thiếu Ni dù đậu trồng ở điều kiện có nitơ, NO 3 - hay NH 4 thì hiện tượng bị độc do urê có thể xảy ra, do đó urê là sản phẩm của quá trình chuyển hóa nitơ trong điều kiện cố định hay không cố định đạm. Cây đậu nành cho nhiều hoa nhưng tỷ lệ hoa không thành quả chiếm 20- 80%. Đậu nành có hoa dạng cánh bướm đặc trưng, ống đài năm cánh không Tiểu luận Hóa Sinh Trang 5 Protein đậu nành – Giá trị sinh học bằng nhau. Tràng hoa gồm cánh hoa cờ phía sau, hai cánh bên và hai cánh thìa phía trước tiếp xúc nhau nhưng không dính vào nhau. Bộ nhị gồm 10 nhị chia làm hai nhóm, nhóm 1 gồm 9 nhị và cuống dính với nhau thành một khối, nhóm 2 chỉ có một nhụy hoa, nhụy hoa có một là noãn. Vòi nhụy cong về phía nhị. Hình: Cây đậu nành Hạt đậu nành cũng như hạt của nhiều loại họ đậu khác là không có nội nhũ mà chỉ có một lớp vỏ bao quanh một phôi lớn. Hình dạng hạt có hình cầu, dẹt, dài và oval. Ở hạt trưởng thành, đầu của rốn là lỗ noãn, lỗ này được bao phủ bởi một lớp màng. Ở đầu kia của rốn là rãnh nhỏ. Tiểu luận Hóa Sinh Trang 6 Protein đậu nành – Giá trị sinh học Vỏ đậu nành có 3 lớp : biểu bì, hạ bì và lớp nhu mô bên trong. Do vỏ của lớp tế bào mô đậu có lớp cutin che phủ nên sự trao đổi khí không xảy ra, sự trao đổi khí giữa phôi và mội trường qua rốn hạt. Những mảnh của nội nhũ bị ép chặt vào vỏ hạt. Lớp ngoài nội nhũ gọi là lớp aleuron gồm những tế bào hình lập phương nhỏ chứa đầy đạm. 3. Thành phần hóa học của đậu nành: Thành phần hóa học của đậu nành Thành phần hóa học Giá trị Độ ẩm 8-10% Protein 35-45% Lipid 15-20% Hydratecarbon 15-16% Cellulose 4-6% Vitamin A 710 UI Vitamin B 1 300 UI Vitamin B 2 90 UI Tiểu luận Hóa Sinh Trang 7 Protein đậu nành – Giá trị sinh học Vitamin C 11 UI Muối khoáng 4,6% Tỉ lệ phần trăm (%) theo khối lượng của axit amin trong đậu nành Axit amin đậu tương Alanine 2.9 % arginine 3.7 % axit aspartic 6.6 % cysteine 0.3 % axit glutamic 21.5 % Glycine 2.1 % histidine * 3.0 % isoleucine * 5.8 % leucine * 9. % lysine * 6.0 % methionine * 1.4 % Phenylalanine * 1.8% proline 10.7 % serine 5.6 % Tiểu luận Hóa Sinh Trang 8 Protein đậu nành – Giá trị sinh học threonine * 4.8 % tryptophan * 1.1 % tyrosine 5.6 % valine * 5.8 % ( Ghi chú: * - Axit amin thiết yếu ) Hàm lượng acid amin không thay thế trong protein đậu nành Các acid amin không thay thế Giá trị Tryptophan 1,1% Leucine 8,4% Isoleucine 5,8% Valine 5,8% Threonine 4,8% Lysine 6,0% Methionine 1,4% Phenylalanine 3,8% Trong đậu nành còn chứa photpholipid, các loại axit béo không thay thế có lợi cho sức khỏe, các loại carbohydrates trong đậu nành thường có : các polysaccharide không hòa tan như hemicellulose, các peptin, Tiểu luận Hóa Sinh Trang 9 Protein đậu nành – Giá trị sinh học cellulose và các oligosaccharide như hexose, rafinose, stachiose, verbascose. Ngoài ra, đậu nành cũng rất giàu có về chất sinh tố và chất khoáng như vitamin B1, B2, B3, B6, Niacin, calcium, iron, zinc . Tro của đậu nành rất giàu sắt và kẽm. Ðậu nành cũng có nhiều chất xơ. II. Hệ thống protein đậu nành: 1. Thành phần Protein đậu nành: Sau khi hoà tan trong nước hoặc ở PH kiềm nhẹ, các protein của đậu nành có thể tách ra nhiều đoạn bằng các sắc kí thấm gel, bằng điện di, bằng siên li tâm… Với phương pháp siên li tâm người ta tách ra được 4 đoạn với ứng với các hệ số sa lắng S 20,W là 2, 7, 11, 15 Đọan 2S 7S 11S 15S Tỷ lệ (% trọng lượng ) ~15 ~35 ~40 ~10 Các Các Xitocro β- Lipoxi Hema- Globuli Globuli Tiểu luận Hóa Sinh Trang 10 [...]... xuyên nhất cho các nguồn protein Giá trị sinh học được đặc biệt sử dụng trong protein bởi vì cơ thể không thể dự trữ nguồn axit amin dư thừa (các thành phần dinh dưỡng chính khác như chất béo và tinh bột có thể dự trữ được trong cơ thể) Axit amin hạn chế nhất quyết định giá trị sinh học của cả protein Tiểu luận Hóa Sinh Trang 27 Protein đậu nành – Giá trị sinh học Giá trị sinh học rất quan trọng đối... dễ đưa vào các sản phẩm khác Tiểu luận Hóa Sinh Trang 26 Protein đậu nành – Giá trị sinh học Phương pháp sản xuất isolate Protein c Protein cấu trúc ( Textured Protein) Protein được nén để làm thay đổi cấu trúc protein và qua máy ép đùn tạo các sản phẩm khối sợi như thịt Sản phẩm này có thể thay thế thịt bò xay (ground beef) IV Giá trị sinh học: Giá trị Sinh học (Biological Value - BV) là một thước đo... thụ protein động vật Thông thường, protein động vật có giá trị sinh học cao hơn protein thực vật do sự giống nhau giữa cơ thể người và động vật Trong số các loại thực phẩm từ thực vật thì đậu nành có giá trị sinh học khá cao, do đó nó là loại đạm thích hợp nhất để cung cấp chất đạm cho nhóm người không tiêu thụ protein động vật Bảng 1: Giá trị sinh học của một số thực phẩm thực vật Sản phẩm Giá trị sinh. .. bệnh xơ cứng động mạch III Protein đậu nành trong sản xuất: 1 Các phương pháp xác định giá trị Protein: a Các phương pháp chính: Các phương pháp xác định hàm lượng protein Tiểu luận Hóa Sinh Trang 21 Protein đậu nành – Giá trị sinh học Năm Các phương Nội dung pháp 1849 Buiret Protein phản ứng với Cu2+ cho phức xanh ở pH cao, điều kiện kiềm Màu của dung dịch phụ thuộc vào lượng protein có trong mẫu Những... luận Hóa Sinh Trang 20 Protein đậu nành – Giá trị sinh học So với các loại rau quả, ngũ cốc, đậu nành chứa một trữ lượng chất Protein dồi dào hơn cả So với thịt động vật, đậu nành có nhiều chất dinh dưỡng hơn: 100 gr đậu nành có 411 calo, 34 gr protein, 18 gr béo,165mg calcium, 11mg sắt; trong khi đó thịt bò loại ngon chỉ có 165 calo, 21gr protein, 9gr béo, 10mg calcium, 2.7mg sắt Protein của đậu nành... nóng dung dịch protein đậu nành 1% đến 950C ở PH =7 không có các khử với các lực ion khác nhau người ta thấy quá trình tập hợp sẽ thuận Tiểu luận Hóa Sinh Trang 17 Protein đậu nành – Giá trị sinh học lợi khi lực ion tăng 0 đến 0,2 M Tốc độ tập hợp sẽ tăng trong khoảng PH từ 4 đến 6 nhưng sẽ gần bằng 0 khi PH axit hoặc kiềm b Biến tính tạo gel của protein đậu nành: Khi dung dịch protein đậu nành có nồng... năng này đều quan trọng trong việc chuẩn bị bột nguyên liệu cho công nghiệp làm bánh 3 Giá trị dinh dưỡng: Protein của đậu nành có giá trị cao không chỉ về sản lượng thu hoạch mà nó chứa đầy đủ tám loại amino acids thiết yếu (essential amino acids) cho cơ Tiểu luận Hóa Sinh Trang 19 Protein đậu nành – Giá trị sinh học thể con người Hàm lượng của các chất amino acids này tương đương với hàm lượng của... polysaccharides, protein được trung hòa và sấy khô thành concentrate protein Ở quá trình thứ ba, bột đậu nành được xử lý với nhiệt ẩm, làm biến tính protein Những thành phần có khối lượng phân tử nhẹ được chiết với nước nóng Phương pháp này cho sản lượng protein là 70%, 20% là carbohydrates, 6% là tro và 1% là dầu Tiểu luận Hóa Sinh Trang 25 Protein đậu nành – Giá trị sinh học Phương pháp sản xuất concentrates protein. .. thức trị liệu để bớt nặng nhọc cho thận Nhưng khi protein động vật đươc thay thế bằng protein thực vật như đậu nành thì số lượng protein trong nước tiểu giảm, chứng tỏ thận bớt phải làm việc quá sức Protein đậu nành làm giảm nguy cơ bệnh sạn thận bằng cách không để calcium thất thoát qua nước tiểu Tiểu luận Hóa Sinh Trang 33 Protein đậu nành – Giá trị sinh học Trong lãnh vực này, người ta nghiên cứu một... chất tương tự như kích thích tố nữ estrogen mà nhiều công trình khoa học chứng minh là rất tốt trong việc trị và ngừa một số bệnh Ðó là chất isoflavones, hợp chất quan trọng trong đậu nành được dùng cho các loại thực phẩm chức năng Tiểu luận Hóa Sinh Trang 32 Protein đậu nành – Giá trị sinh học d Đậu nành và bệnh thận: Tiêu thụ nhiều protein thịt động vật lâu dài có thể làm hư thận, đặc biệt là những