CƠ CHẾ CHUYỂN hóa của PROTEIN sữa TRỨNG TRONG CHẾ BIẾN ,b bảo QUẢN

khẩu phần của con người là sự phối hợp các thành phần dinh dưỡng có trong thực phẩm và nước một cách cân đối thích hợp với nhu cầu cơ thể.. Vì vậy cần ăn vào một lượng đầy đủ protein Pro

Viện Sinh Học Và Thực Phẩm TIỂU LUẬN HÓA SINH THỰC PHẨM 2

ĐỀ TÀI: “CƠ CHẾ CỦA CÁC CHUYỂN HÓA CƠ BẢN CỦA PROTEIN TRỨNG,

SỮA TRONG BẢO QUẢN VÀ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM”

Giảng viên hướng dẫn: ThS.Nguyễn Thị Mai Hương

Sinh viên: MSSV:

1.Mai Thị Thanh 12142211

2.Nguyễn Thị Minh Thúy 12139081

3.Phan Thị Minh 1213 9721

TPHCM,18-6-2014

Phụ lục

Lời mở đầu……….3

Nội dung………4

A Giới thiệu chung……….… 4

1 Vai trò dinh dưỡng cảu protein……… … 4

2 Giá trị dinh dưỡng của protein……… 4

3 Nguồn protein trong thực phẩm……… 5

B Cơ chế của các chuyển hóa cơ bản của protein trứng trong quá trình chế biến và bảo quản thực phẩm……….5

I Khái quát protein trứng………5

1 Thành phần cấu tạo và cấu trúc của trứng……… 5

2 Lòng trắng trứng……… ……… 7

3 Lòng đỏ trứng……… ……….8

II Cơ chế của các chuyển hóa cơ bản của protein trứng trong chế biến và bảo quản……….……….9

1 Những biến đổi do tác dụng cơ học……… ………9

2 Tác dụng nhiệt……… 9

C Cơ chế của các chuyển hóa cơ bản của protein sữa trong bảo quản và chế biến thực phẩm……….….……….10

I Khái quát protein của sữa……… ……….10

1 Hệ thống protein trong sữa……… ………10

2 Thành phần protein trong sữa……… 11

3 Đặc điểm, gái trị dinh dưỡng……… … 11

II Cơ chế của các chuyển hóa cơ bản của protein sữa trong bảo quản và chế biên thực phẩm……… 11

1 Tác động bởi nhiệt……….……….11

2 Tác động của quá trình xử lý nhiệt……… 12

Kết luận……….13

Tài liệu tham khảo……….14

LỜI MỞ ĐẦU

Đặc điểm của cơ thể sống là trao đổi chất thường xuyên với môi trường bên ngoài

cơ thể lấy oxy ,nước và thức ăn từ môi trường khẩu phần của con người là sự phối hợp các thành phần dinh dưỡng có trong thực phẩm và nước một cách cân đối thích hợp với nhu cầu cơ thể

Những chất cần thiết cho cơ thể sống là các chất sinh năng lượng bao gồm

protein,lipit,gluxit và các chất không sinh năng lượng bao gồm các vitamin,các chất khoáng và nước

Protein là thành phần dinh dưỡng quan trọng nhất ,chúng có mặt trong thành phần của nhân và chất nguyên sinh của các tế bào.quá trình sống là sự thoái hóa và tân tạo thường xuyên của protein Vì vậy cần ăn vào một lượng đầy đủ protein

Protein của trứng và sữa là loại amino acid cần thiết cho cơ thể ,tỷ lệ phù hợp nên

dễ hấp thụ,có thể hấp thu tren 94%

Việc nghiên cứu hệ thống , và cơ chế biến đổi của protein trứng sữa trong quá trình chế biến và bảo quản là rất cần thiết trong thực tế sản xuất và đời sống

NỘI DUNG

A GIỚI THIỆU CHUNG

Protein(protit hay đạm) là những đại phân tử được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân

mà các đơn phân là acid amin.chúng kết hợp với nhau thành một mạch dài nhờ các liên kết peptit(gọi là chuỗi polipeptit) Các chuỗi này có thể xoắn cuộn hoặc gấp theo nhiều cách để tạo thành các bậc cấu trúc không gian khác nhau của protein

Protein là một hợp chất đại phân tử được tạo thành từ rất nhiều các đơn phân là các axit amin Acid amin được cấu tạo bởi ba thành phần: một là nhóm amine (-NH2), hai là nhóm cacboxyl (-COOH) và cuối cùng là nguyên tử cacbon trung tâm đính với 1 nguyên tử hyđro và nhóm biến đổi R quyết định tính chất của acid

amine Người ta đã phát hiện ra được tất cả 20 acid amin trong thành phần của tất

cả các loại protein khác nhau trong cơ thể sống

1 Vai trò dinh dưỡng của protein

_ Protein là hai yếu tố tạo hình chính, tham gia vào thành phần các cơ bắp, máu, bạch huyết, hoocmon, men, kháng thể, các tuyến bài tiết và nội tiết Cơ thể bình thường chỉ có mật và nước tiểu không chứa protein Do vai trò này, protein có liên quan đến mọi chức năng sống của cơ thể (tuần hoàn, hô hấp, sinh dục, tiêu hóa, bài tiết hoạt động thần kinh và tinh thần…)

_ Protein cần thiết cho chuyển hóa bình thường các chất dinh dưỡng khác, đặc biệt

là các vitamin và chất khoáng Khi thiếu protein, nhiều vitamin không phát huy đầy

đủ chức năng của chúng mặc dù không thiểu về số lượng

_ Protein còn là nguồn năng lượng cho cơ thể, thường cung cấp 10%-15% năng lượng của khẩu phần, 1g protein đốt cháy trong cơ thể cho 4 Kcal, nhưng về mặt tạo hình không có chất dinh dưỡng nào có thể thay thế protein

_ Protein kích thích sự thèm ăn và vì thế nó giữ vai trò chính tiếp nhận các chế độ

ăn khác nhau Thiếu protein gây rối loạn quan trọng trong cơ thể như ngừng lớn hoặc chậm phát triển, mỡ hóa gan, rối loạn hoạt động nhiều tuyến nội tiết, thay đổi thành phần protein máu, giảm khả năng miễn dịch sinh học của cơ thể với các bệnh nhiễm khuẩn Tình trạng suy dinh dưỡng do thiếu protein đã ảnh hưởng đến sức khỏe trẻ em ở nhiều nơi trên thế giới

2 Giá trị dinh dưỡng của protein

Các protein cấu thành từ các acid amin và cơ thể sử dụng các acid amin ăn vào để tổng hợp protein của tế bào và tổ chức Thành phần acid amin của cơ thể người

không thay đổi và cơ thể tiếp thu một lượng các acid amin hằng định vào mục đích xây dựng và cải tạo tổ chức Trong tự nhiên

Không có loại protein thức ăn nào có thành phần hoàn toàn giống với thành phần acid amin của cơ thể Do đó để áp ứng nhu cầu cơ thể cần phối hợp các loại protein

thức ăn để có thành phần acid amin cân đối nhất Có 8 acid amin cơ thể không thể tổng hợp được hoặc chỉ tổng hợp được một lượng rất ít đó là lizine, tryptophan,

phenynalaninin, leucine, valine, threonine, methionine Người ta gọi chúng là các acid amin cần thiết

Giá trị dinh dưỡng một loại protein cao khi thành phần acid amin cần thiết trong đó cân đối và ngược lại Các loại protein nguồn gốc động vật (thịt, cá, trứng, sữa) có giá trị dinh dưỡng cao, còn các loại protein thực vật có giá trị dinh dưỡng thấp hơn Biết phối hợp các nguồn protein thức ăn hợp lý sẽ tạo nên giá trị dinh dưỡng cao của khẩu phần Ví dụ gạo, ngô, mì nghèo lizin còn đậu tương, lạc, vững, lạc sẽ tạo nên protein khẩu phần có giá trị dinh dưỡng cao hơn các protein đơn lẻ

3 Nguồn protein trong thực phẩm

_ Thực phẩm nguồn gốc động vật (thịt, cá, trứng, sữa) là nguồn protein quý, nhiều

về số lượng, và cân đối hơn về thành phần và độ acid amin cần thiết cao

_ Thực phẩm nguồn gốc thực vật (đậu tương, gạo, mì, ngô, các loại đậu khác…) là nguồn protein quan trọng Hàm lượng acid amin cần thiết cao trong đậu tương còn các loại khác thì hàm lượng acid amin cần thiết không cao, tỉ lệ các acid amin kém cân đối hơn so với nhu cầu cơ thể

B CƠ CHẾ CỦA CÁC CHUYỂN HÓA CƠ BẢN CỦA PROTEIN TRỨNG TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN THỰC PHẨM

I Khái quát protein trứng

1 Thành phần cấu tạo và cấu trúc của trứng

Khối lượng của một số loại trứng: g/quả: gà: 60 – 65, vịt: 60 – 80, ngỗng:150 – 170, cun cút: 10 – 15

Cấu trúc củamột quả trứng là hình elip: một đầu nhộn một đầu tù, bao gồm:

1- Lớp màng protein ngoài vỏ

2- Vỏ cứng

3- Màng tron

4- Buồng hơi

5- Lòng trắng

6- Dây chằng

7- Màng noãn hoàn

8- Lòng đỏ

9- Đìa phôi

- Màng ngoài vỏ là lớp tiểu bì protein dày 10 – 30μm ít tan trong nước, có tính chất gần giống như colagen, có tác dụng hạn chế sự bốc hơi nước, ngăn ngừa sự xâm nhập của vi sinh vật qua vỏ vào lòng trắng Vì thế nếu lau rửa hay cọ xát làm tổn thương lớp màng này mà không có biện pháp bảo vệ (sát trùng, bao gói) thì vi sinh vật dễ xâm nhập vào trứng gây ung hỏng nhanh Sự tồn tại của lớp màng này là dấu hiệu đánh giá mức độ tươi mới của trứng

- Vỏ ngoài có cấu trúc mạng lưới protein trên đó có bám các tinh thể CaCO3 (90% khối lượng vỏ), MgCO3 (1%) và Ca3(PO4)2 (1%) Trên bề mặt vỏ có những lỗ nhỏ thấm khí: 10000 lỗ/trứng để cho phôi có thể hô hấp khi ấp trứng

- Màng trứng do các sợi protein-saccarit tạo nên có bề mặt dày 70μm Khi bị biến tính nhiệt (luộc trứng) màng này trở nên dai và bền chắc, dễ tách khỏi lòng trắng

- Buồng hơi: trứng vừa mới đẻ thì màng trong dính vào vỏ Sau một thời gian, nhiệt

độ của trứng giảm dần, khí và hơi nước trong ruột trứng thoát ra ngoài qua các lỗ trên vỏ, thể tích ruột trứng giảm đi, ở đầu tù của trứng, lớp màng dần dần tách khỏi

vỏ tạo nên buòng hơi Kích thước của buồng hơi tăng dần theo thời gian

- Lòng trắng (albumin) gồm 3 lớp: lớp ngoài lỏng (23%), lớp giữa đặc (57%), lớp trong lỏng (20%), khi bị vỡ thì chính lớp albumin đặc giữa bao lấy lòng đỏ

Albumin là dịch thể gồm các protein hình cầu như: ovalbumin, conalbumin,

ovogolbulin, flavoprotein , ovoglucoprotein, ovomacroglobulin, avidin và một

protein hình sợi là ovomuxin Trong albumin trứng còn có 0,5% glucoza tự do, đây

là tác nhân gây nên phản ứng làm sẫm màu phienzim, có thể loại trừ phản ứng này bằng enzim glucooxidoza (đã được ứng dụng trong công nghệ)

- Dây chằng cũng là một loại albumin đặc để giữ cho long đỏ luôn ở trung tâm quả trứng Nếu trứng để lâu hay trứng bị hư hỏng thì long trắng trứng và day chằng bị chảy loãng (vừa long trắng), khi đó long đổ có hể bị di chuyển tự do hoặc trộn lẫn với long trắng trứng, khi trứng vỡ thì ruột trắng chảy loãng, không phân biệt được lòng đỏ Thành phần ovalbumin chiếm nhiều nhất lòng trắng (58,4%), nó có 4

nhóm – SH và 2 cầu đi sunfua – S – S – , có khả năng tạo gel tốt, tạo bọt tốt khi đánh khuấy, bọt ổn định khi làm lạnh, làm bền bọt khi gia nhiệt Các albumin có tính kháng khuẩn (trực tiếp hay gián tiếp: tạo phức với vitamin, kim loại, độc tố) góp phần bảo vệ phôi của trứng: albumin tươi nói chung là khó tiêu hóa, chỉ sau khi biến tính nhiệt (luôc, rán chín) mới có thể tiêu hóa dễ dàng, đó là do thành phần ovomuxin là một anti tripxin (enzim kháng tiêu hóa protein) và có 1 số globulin không chịu tác dụng của enzim tiêu hóa

- Có thể bảo quản hay sơ chế trứng bắng các phương pháp: bảo quản lạnh từ t = 1oC, %90=ϕ trong 6 tháng, bảo quản trứng trong khí quyển đặc có 2,5% CO2 hay khí trơ khác như N2, nhúng trứng vào dầu khoáng, parafin nóng chảy để bịt các lỗ thong hơi trên vỏ, chần trứng (để làm đông tụ nhanh 1 lớp mỏng protein dưới màng trong), bao gói kín, chế biến trứng muối (dung dịch NaCl, Ca(OH)2)

- Lòng đỏ: gồm các hạt protein phân tán trong dung dịch protein, hạt hình cầu

đường kính 1,3 – 20 μm do 3 kiểu protein liên kết với nhau thành một phức bao gồm: lipovitelin và phosvitin là 2 hợp phần cơ sở, còn lipoprotein sẽ đính với phức qua cầu nối trung gian phosvitin Các lipovitelin là protein nặng có thể tách thành 2 dạng β,α, lipovitelin Phosvitin là một phosphoprotein rất giàu serin ( chiếm 31% lượng axitamin của lòng đỏ) có khả năng cố định các ion sắt Dung dịch của lòng

đỏ (dịch tương) bao gồm livetin và lipoprotein nhẹ Livetin là một protein hình cầu với 3 dạng γβα,, khác nhau về phân tử lượng Chúng có thể tách ra 2 phần: L1 có phân tử lượng 10 triệu và L3 có phân tử lượng 3 triệu

Lòng đỏ chứa gần như toàn bộ lipit của trứng chủ yếu là triglixerit (60%),

phosphatit (28%) và cholesterol (5%)

-Cường độ màu của lòng đỏ phụ thuộc vào hàm lượng carotenoit của thức ăn và điều kiện chăn thả Gia cầm nuôi thả tự nhiên, ăn thức ăn tự nhiên thì trứng có long

đỏ màu sắc đẹp hơn so với gia cầm nuôi theo lối công nghiệp

Khi luộc trứng hoặc dùng các xử lý nhiệt khác (rán) thì lòng đỏ đặc lại mùi vị bùi, béo đặc trưng, đặc biệt từ lòng trắng có thể giải phống ra H2S, có thể tác dụng với

Fe của lòng đỏ tạo kết tủa đen FeS (vết đen trên bề mặt lòng đỏ đã chin)

Đáng chú ý là thành phần axitamin của trứng rất cân đối, ổn định, gần như không phụ thuộc vào giống thức ăn, điều kiện nuôi dưỡng gia cầm, Vì vậy trong dinh

dưỡng học người ta coi protein trứng là loại hoàn thiện và lấy nó làm chuẩn dinh dưỡng ( các chỉ số: giá trị sinh học (BV), tỉ lệ hiệu quả protein (PER), thang giá trị hóa học(CS), chỉ số axitamin cần thiết (EAAI), giá trị thay thế protein (PRV)

2 Lòng trắng trứng

Lòng trắng trứng chiếm khoảng 60% toàn bộ trọng lượng quả trứng, trong đó nước

là thành phần chính (chiếm khoảng 88%) Lòng trắng trứng thường có khoảng 9.7-11% protein, trong đó có hơn 40 loại protein khác nhau Carbohydrate chiếm

khoảng 0.5-0.6% lòng trắng trứng Chúng tồn tại ở dạng tự do hay kết hợp với

protein Lượng lipid (0.01%) trong lòng trắng trứng rất nhỏ so với lượng lipid có mặt trong lòng đỏ trứng

Các protein của lòng trắng trứng

- 54% Ovalbumin

- 12% Ovotransferrin

- 11% Ovomucoid

- 4% Ovoglobulin G2

- 4% Ovoglobulin G3

- 3.5% Ovomucin

- 3.4% Lysozyme

- 1.5% Ovoinhibitor

- 1% Ovoglycoprotein

- 0.8% Flavoprotein

- 0.5% Ovomacroglobulin

- 0.5% Avidin

- 0.05% Cystatin

- Ovalbumin: là protein giàu nhất của lòng trắng trứng, là một

phosphoglucoprotein có nhóm phosphat đính vào gốc serin, có chứa 3.5% gluxit dưới dạng một “đơn nguyên” với khối lượng phân tử là 1570 gồm 5 gốc D-maroza

và 3 gốc D-glucosamin Phân tử ovalbumin có 4 nhóm SH và 2 cầu disulfua Trong thời gian bảo quản, số cầu disulfua sẽ tăng lên do hình thành ra S-ovalbumin có tính bền nhiệt hơn protein ban đầu và khả năng tạo gel bị giảm S-ovalbumin này chỉ chiếm 5% khi trứng mới đẻ, sẽ tăng lên 40% trong trứng bán ở thị trường và 80% trong trứng bảo quản lạnh 6 tháng

Ovalbumin có khả năng tạo gel tốt, làm cho bọt bền khi gia nhiệt Khi tạo ra

S-ovalbumin thì khả năng tạo gel bị giảm Ovalbumin rất dễ bị biến tính bề mặt, nên cũng có tác dụng ổn định các bọt tạo ra khi ở lạnh

-Conalbumin: là một glucoprotein, có chứa 0.9% D-manoza và 1.7% glucosamin,

do hai tiểu đơn vị tạo nên Conalbumin tạo phức được với các cation kim loại hóa trị II và III như Cu2+, Zn2+, Al3+, Fe3+ Ở pH = 6, một phân tử conalbumin có thể đính được hai ion kim loại Phụ thuộc vào bản chất của ion kim loại mà phức sẽ có màu (màu đỏ với Fe, màu vàng với Cu) hoặc không Ở dạng phức với kim loại thì bền với nhiệt hơn protein lúc đầu

-Ovomuxoit: là một glucoprotein chứa 0.5 – 4% D-galactoza, 7 – 8% D-manoza, 10 -18% D-glucosamin và 0.03 – 2.2% axit xialic Đơn nguyên gluxit nối với phân tử protein ở gốc asparagin Phân tử do ba tiểu đơn vị tạo nên Ovomuxoit có hoạt tính kháng tripxin và có tính rất chịu nhiệt (trừ phi ở trong môi trường kiềm)

Ovomuxin: là một glucoprotein do hai tiểu đơn vị lập nên, có chứa gần 30% gluxit (6– 23% hexoza, 6 – 16% hexosamin và 1 – 14% axit xialic) Do có các gốc axit xialic tích điện âm tạo ra lực đẩy tĩnh điện làm cho có cấu trúc thớ và có tính chất nhớt của lớp lòng trắng giữa Ovomuxin cũng làm bền bọt ở lạnh

3 Lòng đỏ trứng

Lòng đỏ trứng chứa toàn bộ lipit của trứng chủ yếu :

Triglixerit(60%)

Phospholipid(28%)

Cholesterol(5%)

Các hạt có mặt lơ lửng trong lòng đỏ là do 3 kiểu liên kết protein liên kết với nhau tạo thành một phức trong đó lipovitelin và phosvitin là hai hợp phần cơ sở các

lipoprotein nhẹ sẽ đính vào phức qua phosvitin làm cầu nối trung gian

các lipovitelin là lipoprotein nặng có thể tách ra thành 2 dạng β,α, lipovitelin.khi

PH<7 chúng tồn tại dưới dạng dime

II Cơ chế của các chuyển hóa cơ bản của protein trứng trong chế biến và bảo quản

1 Những biến đổi do tác dụng cơ học

Dưới tác động của lực cơ học ,PH=8-9,hoặc PH đẳng điện của nó (PH-4-4.5)lòng trắng trứng có khả năng tạo bọt tốt nên được ứng dụng trong công nghệ sản xuất các loại bánh có cấu trúc xốp nở,kem…nhưng nếu cường độ và thời gian khuấy quá lớn thì gây ra hiện tượng tập hợp và đông tụ protein từng phần ở bề mặt liên pha không khí và nước.các phần protein không được hòa tan này sẽ không hấp thụ trực tiếp vào bề mặt lien pha Do đó độ nhớt của vách không đủ để tạo cho bọt một độ bền tốt

Ba nhân tố quan trọng nhất tác dụng làm bền bọt là:

-có sức căng bề mặt liên pha yếu

-có độ nhớt của pha lỏng cao

-có màng mỏng protein được hấp thụ bền và đàn hồi

Các muối cũng có thể ảnh hưởng đến độ hòa tan,độ nhớt,độ giãn mạch và khả năng tập hợp của protein Do đó mà làm thay đổi tính chất tạo bọt,NaCl thường làm tăng

độ giãn nở và làm giảm độ bền của bọt,có lẽ là do nó làm giảm độ nhớt của dung dịch protein.các ion Ca2+ cũng làm tăng độ bền của chúng và khả năng tạo ra các cầu nối giữa các nhóm cacboxyl của protein

Saccaroza và các đường khác thường làm giảm sự giãn nở của bọt nhưng lại làm bọt có độ bền tốt hơn vì chúng có khả năng làm tăng độ nhớt chung của bọt(khi làm thực phẩm có bọt người ta thường thêm đường vào ở giai đoạn cuối khi sự giãn nở của bọt đã xảy ra xong) Các glucoprotein của lòng trắng trứng

như:ovomucoit,avalbumin có tác dụng làm bền bọt vì chúng có khả năng hấp thụ và giữ nước trong các vách

2 Tác dụng nhiệt độ

Lòng trắng trứng là một khối keo lỏng ,trong suốt khi đun nóng có sự biến đổi theo hướng hóa đặc

50-550C xuất hiện từng phần mờ đục

600C trạng thái mờ đục tiếp tục phát triển đến nhiều phần mới

650C lòng trắng trứng hơi đặc lại

750C trở thành một khối mờ đục ,đặc mịn,nhưng chưa giữ được hình dạng

800C hình thành trạng thái gel,giữ được hình dạng

850C độ rắn chắc tăng lên

Và chuyển vào trong lòng đỏ

Nhiệt độ có thể làm biến đổi cấu trúc protein,thủy phân liên kết peptit,thay đổi các acid amin mạch bên và làm ngưng tụ protein với những phân tử chất khác.các biến đổi này phụ thuộc vào cường độ và thời gian xử lý nhiệt,hoạt độ của nước,PH của môi trường ,hàm lượng muối ,bản chất và nồng độ của các chất khác

Phản ứng biến tính protein là phản ứng thường xảy ra trước nhất ngay khi nhiệt độ còn thấp.khi gia nhiệt protein ở nhiệt độ vừa phải sẽ làm biến tính và làm giảm độ hòa tan.sở dĩ độ hòa tan giảm là do xuất hiện trên bề mặt các nhóm kỵ nước,do các phân tử bị giãn mạch được tập hợp lại.ngoài ra ovalbumin sẽ dễ dàng tiêu hóa hơn khi gia nhiệt

C CƠ CHẾ CỦA CÁC CHUYỂN HÓA CƠ BẢN CỦA PROTEIN SỮA

TRONG BẢO QUẢN VÀ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM

I Khái quát protein của sữa

1 Hệ thống protein trong sữa

Trong dung dịch có chứa hai kiểu protein khác nhau:

_ Protein hòa tan: gồm albumin, imunoglobulin, lisozim, lactoferin, lactoperoxydaza…

_ Protein ở trạng thái keo không bền: gồm một phức hệ mixen hữu cơ của các caseinat và canxiphosphat