protein từ đông vật

Đại Học Bán Công Tôn Đức Thắng Công Nghệ Sinh Học Lời giới thiệu  - Sinh học tổ hợp môn khoa học nghiên cứu từ khía cạnh khác mức độ khác toàn tính đa dạng sống - Sinh học nghiên cứu vô số dạng sinh vật nhiều khía cạnh khác cấu trúc , chức , phát triển cá thể , tiến hóa mối quan hệ với môi trường … mức tổ chức khác mức phân tử , tế bào, thể loài , …… Và đến TKXX kiện đặc biệt làm chấn động giới đời Proteomics.Proteomics nghiên cứu protein tế bào , phân tích sản phẩm , chức gen Protein nhóm sinh chất quan trọng tham gia tất trình sống từ đơn giản đến phức tạp Các Protein Enzym người sử dụng từ lâu , việc thu nhận chúng dễ dàng với số lượng lớn nhiều chủng loại ước mơ nhà khoa học Trước , công nghệ Protein Enzym phần chủ yếu kỹ thuật hóa sinh (biochemical engineering) Ngày , với phát triển máy móc , kỹ thuật , phát triển mạnh ứng dụng trò liệu cho người lónh vực khác  Vì Protein lại quan tâm nhiều ? Nhóm chất protein quan tâm protein thành phần quan trọng thức ăn người động vật Trung bình thể người cần khoảng 70g protein/ngày Protein nguồn cung cấp amino acid không thay cho người động vật  Vậy thử tìm hiểu xem , Protein Động Vật quan trọng nhé!!!!!  Bài làm không tránh khỏi sai sót, mong quý thầy cô thông cảm bỏ qua , tận tình giúp đỡ chúng em Xin chân thành cám ơn thầy cô! -1- Đại Học Bán Công Tôn Đức Thắng Công Nghệ Sinh Học PROTEIN - CHẤT TẠO CẤU TRÚC CHO THỰC PHẨM (Trích “Hóa học thực phẩm” )  - Protein hợp chất cao phân tử đơn phân axit amin kết hợp với tạo nên , hợp chất phổ biến sản phẩm thực phẩm - Protein trạng thái dòch thể trạng thái rắn Có thực phẩm protein hợp phần có sẵn nguyên liệu , có thực phẩm protein thêm vào trạng thái chất phụ gia - Protein để tạo cho thực phẩm có giá trò dinh dưỡng cao Ngoài ra, protein có vai trò quan trọng công nghệ sản xuất thực phẩm : chất để TẠO HÌNH TẠO KẾT CẤU đặc trưng lượng , chất cho nhiều loại sản phẩm thực phẩm - Trong điều kiện công nghệ đònh , protein tương tác với , tương tác với nước, tương tác với gluxit , lipit để tạo độ đặc độ dẻo , độ , tạo bọt , tạo độ xốp cho sản phẩm thực phẩm  PHÂN LOẠI PROTEIN : Dựa vào tính đồng thể phân protein thành nhóm : • Homoprotein protein axit amin tạo nên ; • Hetoroprotein hợp chất axit amin với chất phi protein Trong thể vi sinh vật protein quan , phận đảm nhận chức khác Căn vào chức phân protein nhóm sau: a) Protein cấu trúc keratin , colagen, có tổ chức xương , da, quan nội trạng ,thành tế bào , bào quan Chức phụ thuộc vào cấu trúc sợi chúng b) Protein có hoạt động sinh học có vai trò tích cực trình sinh học Các enzim , hoocmon protein quan trọng nhóm Các protein co rút (như miozin, actin ), protein vận tải (hemoglobin , mioglobin ) , protein bảo vệ máu động vật có xương sống ( imunoglobin , fibrinogen , thrombin ) protein dự trữ ( ovalbumin , gliadin , zein ) Một số protein độc động vất cao cấp ( butulinic , staphylocoxic ) vi sinh vật ( số kháng sinh ) số chất phản dinh dưỡng ( chất kìm hãm tripxin ); c) Protein thực phẩm bao gồm protein có mùi vò dễ chòu , dễ tiêu hóa không độc người -2- Đại Học Bán Công Tôn Đức Thắng Công Nghệ Sinh Học A / GIỚI THIỆU NGUỒN PROTEIN ĐỘNG VẬT (Trích “Hóa học thực phẩm” ) I HỆ THỐNG PROTEIN CỦA THỊT : Thòt gia súc thòt cá có chứa từ 15 – 22 % protein nghóa protein chứa từ 50 – 95% chất hữu thòt Có hai loai : vân trơn Dựa vào vò trí phân protein thành ba nhóm : - protein chất - protein mô liên kết - protein tơ Protein chất - Mioglobin protein đònh màu sắc thòt thường chiếm 90% tổng lượng sắc tố thòt bò Nhóm ngoại miglobin heme gắn với globin gốc histidin có số thứ tự 93 Phân tử globin 153 gốc axit amin tạo nên , số có 121 gốc tham gia vào cấu trúc xoắn α Cấu trúc bậc có dạng hình cầu ổn đònh cầu muối , liên lết hydro liên kết ưa béo Nhóm ngoại heme nằm khoảng cầu Nguyên tử Fe heme liên kết phối trí với nguyên tử , nguyên tử cho cặp điện tử ( nguyên tử N nhân porphyrin , nguyên tử N vòng imiđazol histidin số 93 vò trí thứ gắn với oxy oxy mioglobin trạng thái tự desoxymioglobin Trạng thái oxy hóa Fe ( Fe 2+ Fe 3+ ) heme chất phối tử nối với Fe ( O2 , NO , CO ) nguyên làm thay đổi màu sắc thòt - Oximioglobin chất dự trữ oxy cho có màu đỏ đậm dễ dàng nhận thấy bề mặt thòt tươi , Fe có hóa trò hai - Desoxymioglobin sắc tố bẩm sinh thòt , Fe có hóa trò hai - Metmioglobin dạng oxy hóa mioglobin , sắc tố nâu có thòt sản phẩm thòt Phản ứng oxy hóa oxymioglobin thành metmioglobin phản ứng khử ngược lại liên tục xảy Để bảo vệ màu sắc thòt tươi cần phải tạo điều kiện để phản ứng khử chiếm ưu Tác nhân khử glucoza , axit ascorbic SO2 - Các ferohemocrom ferihemocrom mioglobin metmioglogin globin bò biến tính nhiệt pH môi trường ( pH < – ) - Các nitrozomioglobin notrozoferohemocrom có màu đỏ đậm đỏ hồng - Cacboxymioglobin cacboxyferohemocrom có màu đỏ thường xử lý thòt khí có chứa cacbon oxyt ( nướng thòt lò khí có chứa cacbon oxyt ) - Cholemioglobin có màu xanh lục thu khử tiếp oxy hóa metmioglobin Protein khung mạng Protein khung protein mạng, màng sợi , màng ty thể mô liên kết -3- Đại Học Bán Công Tôn Đức Thắng Công Nghệ Sinh Học - Colagen elastin protein chiếm 50 % lượng protein khung - Colagen có xương , da , gân , sụn có hệ thống tim mạch Là protein hình sợi không đàn hồi bảo vệ chống lại kéo căng Tropocolagen đơn vò sở colagen có hình trụ ( dài gần 300nm , đường kính 1.5 nm ) ba chuỗi polypeptid lại thành xoắn ốc kép ba với bước sóng 0.9 nm Trong chuỗi polypeptid có đọan cấu trúc ( Gly – X – Y ) n, lặp lặp lại nhiều lần Xen đoạn cấu trúc vùng có cực Gốc glyxin thường nằm ốc xoắn kép ba ; gốc axit amin nằm xoắn ốc tham gia tương tác phân tử Trong trình chín thòt , colagen bò biến đổi chút Trong trình xử lý nhiệt môi trường ẩm , sợi colagen co lại , sau bò gelatin hóa nhiệt độ đủ cao Trên 80oC colagen bò hòa tan bò gelatin hóa • Elastin protein có màu vàng có nhiều thành động mạch , dây chằng đốt sống động vật có xương sống Có cấu trúc sợi , phân tử gồm α-elastin (M=70000 ) β-elastin (M =50500 ) nối với nhiều cầu đồng hóa trò (desmosin , isodesmosin lizinonocloxin) Khi nấu nước elastin trương mà không hòa tan , protein bền với axit bazơ proteaza , bò thủy phân phần papain Protein tơ Sợi tơ lại gồm thớ sợi thô miôzin thớ sợi mảnh actin nằm xen kẽ song song tạo cho tơ có dạng sọc , gồm sọc tối sọc sáng Protein tơ chiếm 50% lượng protein , chia thành hai nhóm : - protein co rút miozin , actin - protein điều hòa co rút tropomiozin , troponin , α – actinin ,β – actinin , protein M , protein C a) Miozin : phân tử miozin gồm sáu tiểu đơn vò , thân hình trụ dài gần 120 nm đường kính 1,5 nm , phần đầu có cấu trúc xoắn dài chừng 15 nm đường kính 4,5 nm 55 % chuỗi polypepid có cầu trúc xoắn α Phân tử có chứa nhóm sulfidril cầu đisunfua Dưới tác dụng tripxin phân tử miozin bò cắt thành mảnh : - meromiozin nặng ( M = 350000 ) chứa đầu miozin có hoạt tính ATPhaza , cố đònh actin không tạo thành dạng sợi ; - meromiozin nhẹ ( M = 125000) không tan nước gần toàn có cấu trúc xoắn α tạo thành sợi , lực tương tác phân tử lực ion Miozin có hoạt tính ATPhaza , có khả tự liên kết thuận nghòch với actin thành phức miozin – actin b) Actin : phân tử actin có 374 gốc axit amin gồm chuỗi polypeptid có cấu trúc cầu bậc ba ( G-actin ) G-actin có chứa phân tử ATP ion Ca 2+ Trong điều kiện xác đònh G-actin tự trùng hợp thành F-actin Các sợi cuộn lại thành xoắn α kép chứa 13 monome Trong trình trùng hợp , ATP liên hợp vào G-actin , bò thủy phân thành ADP phophat vô , ADP nằm lại monome -4- Đại Học Bán Công Tôn Đức Thắng Công Nghệ Sinh Học c) Troponin : phân bố dọc theo chiều dài F-actin , 39 nm có troponin Có ba troponin T , I C có khối lượng phân tử khác Việc gắn ion Ca 2+ vào troponin diễn cách dòch chuyển tropomiozin dọc theo cấu trúc xoắn ốc actin d) Tropomiozin : chứa chuỗi peptid có cấu trúc xoắn α Phân tử tropomiozin gắn vào hai sợi Factin thân phân tử tropomiozin gắn đối đầu với liên kết ion Sự co : Về phương diện cấu trúc , co diễn trượt sợi mảnh ( sợi actin ) sợi to ( sợi miozin ) mà không làm giảm chiều dài sợi Đầu tiên đầu miozin đính vào để cố đònh actin bò biến đổi cấu trúc trượt khoảng 10nm Sau nhả , đầu miozin lại trở cấu trúc ban đầu lại đính vào vùng sợi actin , lại trượt khoảng Trong giây “đầu” hoàn thành từ 50 đến 100 trượt Năng lượng cần thiết cho co phản ứng thủy phân ATP cung cấp Protein cá Cũng giống thòt động vật máu nóng khác điểm sau : - Hàm lượng mô liên kết thấp , protein chất đệm chiếm – 10 % tổng lượng protein ; - Nhiệt độ gelatin hóa colagen cá thấp nhiệt độ hàng chục độ ; - Các sợi thòt cá ngắn tổ chức thành lớp mỏng ; - Miozin chiếm 40% protein tổng số khó tách khỏi actin Protein nhạy biến với biến tính nhiệt dễ bò thủy phân proteaza miozin - Hiện tượng chín cứng thòt cá nhanh ( 30 oC ) Sau cá chết pH giảm từ xuống 6,5 – 6,2 cá không bền vi sinh vật nh hưởng điều kiện công nghệ đến protein a) nh hưởng nhiệt độ : - Phần lớn protein chất bò biến tính tạo tập hợp nhiệt độ từ 45 – 60 C Mioglobin bò biến tính khiến màu sắc thòt từ đỏ sang nâu xám Ở 500 C thòt giữ màu sắc , 50 C 700 C thòt trắng cho dòch màu đỏ , 700 C có màu nâu dòch màu - Với colagen 550 C phân tử bò co ngắn phần ba Gần 61 C gần nửa số sợi bò co , gần 1000 C colagen bò hòa tan tạo gelatin Khi gia nhiệt có áp suất 115 C 1250 C colagen hòa tan nhanh Gelatin có chòu lực cắt giữ nước tốt - Elastin gần không bò biến đổi trình nấu Ở 100 C có nước gelatin bò trương - Các protein tơ giảm độ hòa tan nhiệt độ 40 C 600 C , 750 C xảy phản ứng khử sunfua để tạo H2S làm đen hộp thòt Khi nấu H2S hợp chất chứa S tạo làm cho thòt có mùi Phản ứng Maillard xuất nhiệt độ gần 90 C làm thòt bò sẫm màu b) nh hưởng lạnh đông : - Là phương pháp bảo quản thòt , làm xấu tính chất thòt Ở -10C có 2% nước thòt dạng đá lên tới 50% nhiệt độ xuống - 0C Trên nhiệt độ Otecpi (-520C thòt bò ) thòt tồn vùng pha lỏng chứa chất hòa • -5- Đại Học Bán Công Tôn Đức Thắng Công Nghệ Sinh Học tan đậm đặc Từ - 200C đến -350C , 90% nước đông lại Protein bò biến tính mạnh mẽ tăng lực ion pH thay đổi Actomiozin thòt làm lạnh đông nhanh bảo quản -300C thay đổi , –1,50C -200C actomiozin trở nên khó trích ly - Lạnh đông làm thiệt hại cấu trúc tế bào Khi làm lạnh nhanh tạo nhiều tinh thể nước đá thòt chuyển nước môi trường nội ngoại bào tối thiểu Lúc biến tính protein không lớn - Hậu : tổn thất giá trò dinh dưỡng tổn thất trọng lượng lớn Thòt trở nên khô xơ c) nh hưởng khử nước : - Làm giảm khả giữ nước sau tái hydrat hóa làm cứng cấu trúc II HỆ THỐNG PROTEIN CỦA TRỨNG : Các protein lòng trắng trứng a) Ovalbumin protein giàu lòng trắng, photphoglucoprotein có nhóm photphat dính vào gốc serin , có chứa 3,5% gluxit dạng “đơn nguyên “ với khối lượng phân tử 1570 gồm gốc D – maroza ba gốc D – Glucosamin Phân tử ovalbumin có nhóm SH hai cầu đisunfua Trong thời gian bảo quản cầu đisunfua tăng lên hình thành S – ovalbumin bền nhiệt protein ban đầu Ovalbumin có khả tạo gel tốt , làm cho bọt bền gia nhiệt Khi tạo S-ovalbumin khả tạo gel bò giảm Ovalbumin dễ bò biến tính bề mặt có tác dụng ổn đònh bọt tạo lạnh b) Conalbumin: gluco protein có chứa D-manoza glucosamin , hai tiểu đơn vò tạo nên Conalbumin tạo phức với cation kim loại hóa trò hai ba Cu 2+ , Zn2+ , Al3+ , Fe3+ Phụ thuộc vào chất ion kim loại mà phức có màu ( màu đỏ với Fe , màu vàng với Cu2+ ) không Ở dạng phức với kim loại bền với nhiệt protein lúc đầu c) Ovalmuxoit: glucoprotein , D-galactoza , D-manoza , D-glucosamin , axit xialic Đơn nguyên gluxit nối với phân tử protein gốc asparagin Phân tử ba tiểu đơn vò tạo nên Ovomuxoit có hoạt tính antitripxin có tính chòu nhiệt trừ môi trường kiềm d) Ovomuxin: glucoprotein hai tiểu đơn vò lập nên , có chứa gần 30% gluxit Do có gốc axit xialic tích điện âm tạo lực đẩy tónh điện làm cho có cấu trúc thớ có tính chất nhớt lớp lòng trắng Ovomuxin làm bền bọt lạnh e) Avidin: gồm ba thành phần A,B C , có khả tạo phức với biotin Các protein lòng trắng có tính kháng khuẩn trực tiếp gián tiếp , góp phần bảo vệ phôi khả bảo vệ trứng Các protein lòng trắng trứng nguyên khó tiêu hóa , sau nấu trở nên dễ dàng Do hoạt tính tripxin ovomuxoit tính chống chòu enzim tiêu hóa số globulin không bò biến tính Sự chuyển ovalbumin thành S-ovalbumin , phân ly phức ovomuxin-lizozim kèm theo phá hủy gel ovomuxin , phản ứng quan trọng xảy thời gian bảo quản trứng làm tổn thất tính chất tạo gel tạo bọt khả hóa lỏng lòng trắng trứng Sự tổn thất CO2 trứng xảy thường xuyên sau trứng đẻ gia tăng lên nhiệt độ tăng làm tăng giá trò pH lòng trắng từ 7,6 lên 9,7 -6- Đại Học Bán Công Tôn Đức Thắng Công Nghệ Sinh Học Cũng làm giảm lỗ vỏ trứng cách nhúng trứng vào dầu khoáng ( để bòt lỗ ), cách gia nhiệt nhanh nước để làm đông tụ lớp protêin vỏ , gói kín Trong trường hợp phải để trứng nhiệt độ lạnh Các protein lòng đỏ trứng : Các hạt có mặt dạng lơ lửng lòng đỏ ba kểu protein liên kết với thành phức , lipovitelin phosvitin Các lipoprotein nhẹ dính vào phức qua phosvitin làm cầu nối trung gian a) Lipovitelin: lipoprotein nặng tách thành α- β-lipovitelin Phần lipit protein 60% phospholipit 40 % lipit trung tính tạo nên b) Phosvitin: phosphoprotein giàu serin ( chiếm 31% tổng lượng axit amin ) Phosvitin có khả cố đònh ion sắt Các phức tạo tan nước nguồn dự trữ sắt Trứng nguyên lòng đỏ lòng trắng khử nước sấy thăng hoa sấy phun Tuy nhiên làm biến tính phần protein làm thay đổi tính chức chúng Trứng nguyên , lòng đỏ lòng trắng thêm đường muối để bảo quản Lòng trắng trứng cô đặc có đường thường chứa 40% sacaroza , 1% natri clorua 40% nước bảo quản nhiệt độ bình thường nhiều tháng Lòng đỏ mặn có đường , chứa 10% natri clorua 10% sacararoza có hoạt độ nước 0.85 Các protein trứng giàu axit amin cần thiết , thành phần axit amin trứng ổn đònh gần không phụ thuộc vào giống , thức ăn phương pháp nuôi động vật III HỆ THỐNG PROTEIN CỦA SỮA Đặc điểm thành phần protein sữa bò - Sữa hệ thống phức tạp : huyền phù hạt keo pha phân tán nước Các hạt thường bao gồm cầu béo mixenprotein vốn tạo tương tác casein protein khác , protein muối vô có mặt pha nước Chính hạt lơ lửng tạo độ đặc màu trắng sữa Màu trắng sữa khuếch tán mixen protein - Trung bình lít sữa có trung bình từ 30-35g protein Gần 80% protein tồn dạng phức cao phân tử có chứa canxiphotphat gọi mixen Các casein chủ yếu dạng mixen có chứa gần 8% hợp chất vô , lượng canxi chiếm 27% tổng lượng canxi có mặt sữa (1,2 g/) - Phần protein không kết tủa gọi “protein hòa tan” “protein lactoserum“ gồm protein hình cầu như: β-globulin , α-lactalbumin , imunoglobulin - Hệ thống protein sữa đa dạng Có thể phân thành sáu nhóm : - Bốn nhóm casein (αS1 , αS2 , β , K ); - Hai nhóm protein hòa tan (β-lactoglobulin , α-lactalbumin) Cấu trúc hình thể monome protein sữa - Các casein protein có tính axit , tất casein phosphoril hóa với mức độ khác gốc serin treonin - Casein αS1 có 199 gốc axit amin Do phân bố phần tích điện phần ưa béo không đồng phân tử có tính chất lưỡng cực -7- Đại Học Bán Công Tôn Đức Thắng Công Nghệ Sinh Học Trong αS1 có ba đoạn ưa béo phần photphoril hóa mang điện tích âm Casein αS1 có phần mang cấu trúc β ( cấu trúc xếp ) phần mang cấu trúc cung β Casein αS1 , có 207 gốc axit amin , casein háo nước Các gốc photphoseril nhóm lại thành ba cực phần ưa béo nằm đầu cuối C nằm Trong cấu trúc tương tác tónh điện quan trọng , phụ thuộc vào pH - Casein β, có 209 axit amin casein có tính ưa béo , đầu C tận ưa béo chiếm 2/3 phân tử - Casein K có 169 gốc axit amin chứa gốc phosphoseril Casein K có đặc tính lưỡng cực : đầu cuối N ưa béo đầu cuối C chứa axit lại ưa nước Cấu trúc bậc hai casein K có vùng xoắn α , vùng cấu trúc xếp β 10 vòng cấu trúc vòng cung β Khi casein K bò tác dụng enzim làm đông tụ sữa có tên chimozin việc enzim phân cắt liên kết peptid gốc Phe gốc Met để giải phóng đầu cuối N ưa béo ( từ gốc – 105 ) gọi paracasein K đầu cuối C háo nước ( từ gốc 106 – 169 ) có chứa gốc photphoril glucozil - Paracasein K ưa béo đặc biệt vùng cấu trúc xếp thuận lợi cho chimozin tác dụng dễ đông tụ tương tác ưa béo gây - β-Lactoglobulin có 1652 axit amin , có cầu đisunfua nhóm SH tự Là protein có dạng hình cầu , phân bố gốc không cực , gốc có cực gốc ion hóa đồng đều, gốc ưa béo nằm lòng phân tử hạn chế trình liên hợp tương tác với phân tử protein khác H ïp c h a át n i t c u ûa s õa 0 % N itơ p h i p r o te in ( ,3 - ,4 g /l) % P r o te in ( - g /l) % C a s e in ( - g /l) C a s e in α s ( - g /l) α s1 ( - g / l ) α s2 ( - g / l ) ( A ,B ,C ,D ) ( A ,B ,C ,D ) αs3 α s4 α s5 P r o t e i n h o øa t a n ( - g / l ) C a s e in K (3 - g /l) (A , B ) β - la c to g lo b u lin ( - 1 g /l) ( A ,A D R ,B ,B D R ,C ,D ) a x it a m in tư ï d o n u c le o tit, o re , a x it u ric α - la c ta lb u m in (1 - ,5 g /l) ( A ,B ) C a ùc p r o t e i n k h a ùc C a s e in β (9 - 1 g /l) ( A 1,A ,A 3,B ,B 2,C ,D ,E ) S e ru m a lb u m in ( ,1 - ,4 g /l ) P r o te o z P e p to n (1 - g /l) C a s e in γ 1,γ 2,γ3 (1 - g /l) P h a àn m i x e n k h o ân g h o øa t a n û p H = % C a ùc e n z i m Im u n o g lo b u lin (0 ,6 - g /l) Ig G Ig A (G ,G ) Ig D P h a àn p r o t e i n h o øa t a n 20% -8- Đại Học Bán Công Tôn Đức Thắng Công Nghệ Sinh Học Cấu trúc mixen protein : a) Khuynh hướng tự liên kết casein - Do phân bố không đồng điện tích mạch bên không cực dọc theo chuỗi polypeptid nên casein có độ tập hợp cao , cao protein hình cầu - Casein β K dung dòch có khả hình thành mixen Một đặc trưng mixen tạo từ nồng độ “ mixen giới hạn “ , nghóa mixen xuất tức khắc nồng độ casein β K vượt qua ngưỡng Ngoài protein làm hòa tan casein αS tâm ưa béo mixen , nên dung dòch nhiều nhóm ưa béo chúng “ xuất đầu lộ diện “ với nước mạnh mẽ protein hình cầu Casein β có khả tự liên kết cao , hoàn toàn bò xử trùng hợp Casein K tự liên kết với dễ dàng để tạo mixen hình cầu Casein αS có khả tự liên kết mạnh không tạo mixen Các liên hợp tạo tương tác ưa béo ,hoặc tương tác tónh điện b) Khuynh hướng cố đònh ion casein - Một tính chất quan trọng casein αs casein β khả cố đònh cation hóa trò hai ( chủ yếu canxi ) sau kết tủa Tỷ lệ cố đònh phụ thuộc vào số vùng để cố đònh (nhóm photphat nhóm cacboxyl có nhiều casein αs) , vào nồng độ ion canxi môi trường , vào nhiệt độ pH lực ion Khả cố đònh Ca 2+ giảm pH giảm tăng lực ion tăng Ca 2+ đính chủ yếu vào nhóm phosphoseril Khi nồng độ canxi cao , đính vào nhóm cacboxyl ion hóa Casein αs , việc thêm Ca2+ làm giảm điện tích âm bắt đầu kết tủa hình thành tiểu phần Casein β cố đònh Ca2+ kết tủa ngưỡng nồng độ Ca 2+ bé nhiều so với casein αs1 phụ thuộc vào mức độ liên hợp protein (rất ưa béo) Casein K thường làm suy giảm phản ứng này, tránh kết tủa làm vai trò chất ổn đònh Khi có mặt lượng nhỏ canxi casein K tự liên hợp với casein α β để tạo mixen tổng hợp giống với mixen tự nhiên bền Kích thước mixen phụ thuộc vào tỷ lượng casein K nồng độ canxi c) Cấu trúc mixen tự nhiên - Trong sữa, casein tương tác với với ion với muối (đặc biệt canxi phosphat) để tạo phức hợp mixen có đường kính thay đổi từ 20 đến 300nm phụ thuộc vào nhân tố khác (loài giống , giai đoạn lấy sữa) - Các mixen tự nhiên thường chứa 8% muối (chủ yếu canxi phospho) hợp phần protein khác - Mixen lại tạo từ siêu mixen hình cầu, siêu mixen kết tương tác ưa béo hợp phần Ở siêu mixen muối vô trừ bề mặt có ion -9- Đại Học Bán Công Tôn Đức Thắng Công Nghệ Sinh Học canxi đính vào gốc phosphoseril Các siêu mixen dính kết với nhờ canxi phosphat magiê phosphat chất kết dính - Mỗi siêu mixen chứa gần chục hợp phần casein có khối lượng phân tử trung bình 250000 - Casein K thường đònh vò chủ yếu bề mặt mixen - Các casein α β phân bố lòng mixen dạng liên kết với canxi phosphat keo, cấu trúc mixen mềm, mặt mixen “thấm” thay đổi nhỏ môi trường xung quanh dẫn đến trao đổi muối vô protein tâm mixen môi trường S i e âu m i x e n û n g o a ïi v i g i a øu c a s e i n K P h a àn c o ù c ïc c u ûa C a s e i n K T a âm a b e ùo αs vàβ N h o ùm p h o s p h a t c u ûa c a s e i n α s1 ; α s2 v a ø β C a n x i p h o h a t A B d) Độ bền mixen - Các mixen chòu nhiệt độ 100oC - Khi bảo quản sữa nhiệt độ thấp (4 oC đến 7oC) mixen tự phân ly phần thành phần thành siêu mixen sau 24h giải phóng tới 50% casein β Gia nhiệt casein β tự liên kết trở lại cách chậm chạp với mixen Nếu nâng nhiệt độ lên casein hòa tan bò giảm liên tục Do sử dụng sữa làm lạnh để làm phomat làm tổn thất casein hòa tan hiệu suất sản phẩm - Độ bền mixen với nhiệt độ tăng lên hàm lượng casein K tăng hàm lượng canxi photphat keo giảm - 10 - Đại Học Bán Công Tôn Đức Thắng Công Nghệ Sinh Học trọng tuyến tiêu hóa pepsin hoạt động dòch vò động vật có vú , chim, bò sát cá Nhờ HCl, pepsinogen hoạt hoá thành dạng hoạt động pepsin Pepsin có tác dụng tiêu hoá protein thức ăn , hoạt động tối ưu môi trường pH=1.7-2.2 Pepsin tham gia trình tiêu hóa đạm , phân hủy protein thành pepton polypeptide mạch ngắn Tuy nhiên , trình tiêu hóa dày phân giải đạm đến dạng trung gian (pepton, peptide) thủy phân protein chưa hoàn toàn chuyển thức ăn sang dạng hòa tan thích hợp với trình tiêu hóa triệt để ruột non sau Mật độ pepsinogen múi khế dê thấp tất dày động vật có vú II MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA ENZIM TỪ NGUỒN ĐỘNG VẬT  PEPSIN Pepsin Pepsin enzim quan trọng tuyến tiêu hóa động vật thuộc nhóm enzim thuỷ phân (hydrolase) - Cấu trúc : pepsin sợi polypeptid đơn giản cuộn lại thành hình cầu , pepsin protein vững mối liên kết hidro , hydrophobic , liên kết điện tử S-S - Cấu tạo : Pepsin gồm mạch polypeptid họp thành 329 amino axit , mà đầu C alanin đầu N isoleucin Trung tâm hoạt động pepssin gồm nhóm carboxyl acid glutamic , nhân thơm (phenol) tyrosin - Thành phần hóa học : hàm lượng N phân tử pepsin 14,7% - Thành phần amino acid : protein chứa đặc biệt nhiều amino acid có tính axit nên pepsin thể tính axit mạnh Số lượng amino acid có mạch phân cực lớn , làm cho enzim dễ tan rượu etylic hỗn hợp chứa nhiều dung môi phân cực Pepsin tạo thành từ màng nhầy phần khác dày Ngoài pepsin A (được tách trước tiên) với tính chất , tách pepsin B,C,D pepsinogen tương ứng Pepsin tách từ nguồn động vật khác (heo, bò) pepsin khác nguồn (A,B,C,D) có đôi chút khác tính chất thành phần hóa học Trọng lượng phân tử pepsin 34.500 Dalton - Đặc tính : chế phẩm pepsin tồn dạng bột vô đònh hình , trắng hay vàng nhạt hay mảnh nhỏ hay đặc mùi đặc biệt Pepsin dễ hút ẩm tan nước cho dung dòch đục lờ , không tan cồn 95 , ester , chloroform Pepsin hai dạng : kết tinh thô Pepsin thuỷ phân protein vùng acid rộng từ 1-4 pH hoạt động tối ưu pepsin thay đổi tuỳ theo chất trạng thái chất Pepsin bền pH khoảng từ 4-5, vùng pH hoạt lực enzim có phần thay đổi giảm Khả hòa tan pepsin phụ thuộc vào độ tinh khiết Chế phẩm pepsin thô giữ hoạt tính nhiều năm 0-4 0C Pepsin trạng thái khô bền , môi trường nhiệt độ thường , dd pepsin bền pH thấp Pepsin tiết dạng tiền pepsin, tức pepsinogen bất hoạt Khi tiếp xúc với mơi trường acid tự nhiên bao tử pepsin, pepsinogen hoạt hố thành pepsin Q - 15 - Đại Học Bán Công Tôn Đức Thắng Công Nghệ Sinh Học trình hoạt hố pepsinogen q trình thuỷ phân liên kết peptide acid glutamic 41 izoleucin 42, giải phóng peptide kìm hãm, thành phần aminoacid peptide kìm hãm tương ứng với 41 amino acid pepsinogen phản ứng xúc tác ion H+ pepsin Pepsin tạo thành lại tiếp tục xúc tác q trình giải phóng peptide kìm hãm, chuyển pepsinogen thành pepsin hoạt động Vì q trình mang tính chất q trình tự xúc tác Sự hoạt hố pepsinogen xảy mơi trường acid có pH enzim có tác dụng phân hủy cục máu : dùng điều trò nhồi máu tim, tắc mạch, đột q II HORMONE VÀ CÁC NHÂN TỐ TĂNG TRƯỞNG Nhiều hormone dùng trò liệu insulin , glucagon , … Một số hormone thương phẩm tách chiết từ động vật Protein Insulin Glucagon Nguồn gốc Ứng dụng Tuyến tụy heo (lợn), bò Tuyến tụy heo, bò Điều trò bệnh tiểu đường Ngược với insulin , làm tăng đường huyết phân giải glycogen tạo glucose Hormone kích thích tạo Tuyến yên heo hay Cảm ứng siêu rụng trứng động vật nang trứng ( Follicle- nước tiểu phụ nữ sau mãn Điều trò rối loạn chức sinh sản stimulating hormone- kinh người FSH) Gonadotrophin màng ối Nước tiểu phụ nữ mang thai Điều trò rối loạn chức sinh sản người (Human chorionic gonadotrophin-hCG) Hormone hoàng thể Thùy trước tuyến yên Kích thích tạo hormone sinh dục ( Luteinizing hormone) (estrogen progesteron nữ testosteron nam ) III CÁC CYTOKINE : INTERLEUKINE VÀ INTERFERON • Cytokine nhân tố điều hòa kích thích tế bào thuộc hệ miễn dòch Các Cytokine tổng hợp chủ yếu bạch cầu Các Cytokine polypeptide glycoprotein sản sinh tế bào không tổ chức thành tuyến Các nhóm chủ yếu gồm :  Các Interleukin : gồm 15 loại (IL-1 – IL-15) Interleukine-2 nghiên cứu chi tiết có vai trò quan trọng phản ứng miễn dòch chống tế bào ung thư nhiễm virus IL-2 sử dụng liệu pháp miễn nhiễm (immunotherapy) để chữa trò bệnh  Các Interferon gồm dạng IFN-α , IFN-β , IFN-γ , IFN-ω , IFN-τ Các Interferon tăng cường đề kháng không đặc hiệu giúp tế bào đích chống virus , ức chế tăng trưởng nhiều loại tế bào điều hòa biểu kháng nguyên  Các nhân tố kích thích tạo tập đoàn (Colony-stimulating factor)  Các nhân tố gây hoại tử khối u ( Tumor necrosis factor-TNF) IV.CÁC VACCINE VÀ KHÁNG THỂ • Vaccine chế phẩm thành phần kháng nguyên đươc lấy từ mầm bệnh có liên quan tới mầm bệnh Khi tiêm vaccine vào thể , kích thích phản ứng miễn dòch - 25 - Đại Học Bán Công Tôn Đức Thắng • Công Nghệ Sinh Học người nhận giúp ngừa bệnh đặc hiệu tác nhân tương ứng gây Việc sản xuất vaccine có ý nghóa quan trọng ngăn ngừa nhiều bệnh dòch Các kháng thể sử dụng rộng rãi chẩn đoán invitro Các kháng thể đa dòng (polyclonal antibodies) chiết từ máu người động vật ứng dụng nhiều thập niên để chẩn đoán trò liệu , gồm chủ yếu loại sau:  Immunoglobin uốn ván  Kháng độc tố (antitoxin) uốn ván  Antitoxin botilin  Kháng huyết (antisera) nọc rắn  Antisera bò cạp  Antisera nhện…  Tóm lại , nhiều loại protein khác ứng dụng trò liệu , mà phần lớn thay r-protein Kết luận  - Sinh học thường đònh nghóa khoa học sống , thể sống tồn trái đất hệ thống mở , tự tái sinh , tự điều chỉnh gồm đại phân tử sinh học protein Các đại phân tử có cấu trúc hình dạng đặc trưng để thực chức chuyên biệt quan trọng sống Do , protein công cụ phân tử thực hoạt động sống tế bào Các protein có chức đa dạng , nói chúng thực hầu hết chức chất sống xúc tác phản ứng sinh hóa , phân tử cấu trúc tế bào , vận động , dự trữ vận chuyển , chất điều hòa bảo vệ Nhờ có tồn đại phân tử nên nhiều phát minh lớn tạo nên cách mạng y học tìm vaccin , tìm chế viêm nhiễm vi sinh vật giúp ngăn ngừa nhiều bệnh dòch hiểm nghèo đặc biệt phần lớn thuốc chữa trò có nguồn gốc sinh vật dược thảo , chất chiết xuất tách từ thể sinh vật , thuốc kháng sinh - Xung quanh có vật đỗi bình thường , gặp tiếp xúc ngày thòt , trứng , sữa … đặc biệt chất có nguồn gốc động vật đâu biết chúng quan trọng , có cấu tạo phức tạp kỳ diệu ?  - 26 - Đại Học Bán Công Tôn Đức Thắng Công Nghệ Sinh Học MỤC LỤC   LỜI GIỚI THIỆU Trang PROTEIN – CHẤT TẠO CẤU TRÚC CHO THỰC PHẨM .Trang A / GIỚI THIỆU NGUỒN PROTEIN ĐỘNG VẬT I HỆ THỐNG PROTEIN CỦA THỊT Trang 1) Protein chất 2) Protein khung mạng 3) Protein tơ 4) Protein cá 5) Ảnh hưởng điều kiện công nghệ đến protein II HỆ THỐNG PROTEIN CỦA TRỨNG .Trang 1) Các protein lòng trắng trứng 2) Các protein lòng đỏ trứng III HỆ THỐNG PROTEIN CỦA SỮA Trang 1) Đặc điểm thành phần protein sữa bò 2) Cấu trúc hình thể monome protein sữa 3) Cấu trúc mixen protein 4) nh hưởng xử lý công nghệ B / THU NHẬN ENZIM TỪ NGUỒN ĐỘNG VẬT I ĐẶC ĐIỂM NGUỒN ENZIM ĐỘNG VẬT Trang 12 1) Khái niệm chung 2)Nguồn cung cấp enzim động vật II MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA ENZIM TỪ NGUỒN ĐỘNG VẬT .Trang 14  PEPSIN .Trang 14 1) Pepsin - 27 - Đại Học Bán Công Tôn Đức Thắng Công Nghệ Sinh Học 2) Sự chuyển peptid pepsin xúc tác 3) Các phương pháp thu nhận pepsin 4) Các phương pháp thu pepsin thô từ dòch chiết  RENNIN Trang 17 1) Khái niệm chung 2) Phân loại 3) Thành phần cấu tạo 4) Đặc tính khả thuỷ phân rennin 5) Phương pháp thu nhận rennin  PANCREATIN Trang 20 1) Thành phần 2) Tính chất pancreatin 3) Thu nhận pancreatin  TRYPSIN Trang 21 1) Khái niệm chung 2) Sự hoạt hóa tripsinogen 3) Tính chất 4) Hoạt động tính đặc hiệu  CHYMOTRIPSIN Trang 22 1) Cấu trúc 2) Sự hoạt hóa chymotripsin 3) Tính chất chymotripsin C / PROTEIN TRỊ LIỆU I CÁC PROTEIN TỪ MÁU VÀ SẢN PHẨM LIÊN QUAN Trang 24 II HORMONE VÀ CÁC NHÂN TỐ TĂNG TRƯỞNG Trang 24 III CÁC CYTOKINE : INTERLEUKINE VÀ INTERFERON Trang 25 IV CÁC VACCINE VÀ KHÁNG THỂ Trang 25  KẾT LUẬN .Trang 26 TÀI LIỆU THAM KHẢO HÓA HỌC TRONG THỰC PHẨM CÔNG NGHỆ ENZM (Nguyễn Đức Lượng) HÓA HỌC PROTEIN (Nguyễn Tiến Thắng) NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC (Phạm Thành Hổ) - 28 - Đại Học Bán Công Tôn Đức Thắng Công Nghệ Sinh Học - 29 - [...]... Trang 1 PROTEIN – CHẤT TẠO CẤU TRÚC CHO THỰC PHẨM .Trang 2 A / GIỚI THIỆU NGUỒN PROTEIN ĐỘNG VẬT I HỆ THỐNG PROTEIN CỦA THỊT Trang 3 1) Protein của chất cơ 2) Protein của khung mạng 3) Protein của tơ cơ 4) Protein của cơ cá 5) Ảnh hưởng của các điều kiện công nghệ đến protein của cơ II HỆ THỐNG PROTEIN CỦA TRỨNG .Trang 6 1) Các protein của lòng trắng trứng 2) Các protein của... HỆ THỐNG PROTEIN CỦA SỮA Trang 7 1) Đặc điểm về thành phần các protein của sữa bò 2) Cấu trúc và hình thể của các monome của protein sữa 3) Cấu trúc mixen của protein 4) nh hưởng của các xử lý công nghệ B / THU NHẬN ENZIM TỪ NGUỒN ĐỘNG VẬT I ĐẶC ĐIỂM NGUỒN ENZIM ĐỘNG VẬT Trang 12 1) Khái niệm chung 2)Nguồn cung cấp enzim động vật II MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA ENZIM TỪ NGUỒN ĐỘNG VẬT ... casein B / THU NHẬN ENZIM TỪ NGUỒN ĐỘNG VẬT (Trích “Công nghệ Enzim” & “Hóa học protein ) Enzim là nhóm protein lớn nhất và quan trọng nhất Enzim là những chất xúc tác hữu cơ có tính đặc hiệu cao nhờ cấu trúc không gian ba chiều của các đại phân tử sinh học Enzim từ nguồn động vật được loài người hiểu biết và sử dụng trong chế biến sữa từ lâu Người ta chỉ sử dụng động vật để thu nhận protease I... có tác dụng làm bền các protein của sữa đối với sự thanh trùng ở 120 – 140 0C sau này cũng như đối với tác dụng đông tụ của enzim Tất cả các protein đều không có tác dụng làm bền các mixen casein đối với đun nóng hoặc đông tụ Một số chất như lizozim còn có tác dụng làm cho các mixen nhạy cảm với chimozin hơn Từ 110 - 1200C , độ bền của protein sữa phụ thuộc rất mạnh vào pH Từ đó người ta phân biệt... protein tan trong nước như albumin, hemoglobin, mystin, globulin, caxin… ENZYM NGUỒN GỐC Trypsin Pepsin α – chymotrypsin Rennet Protease tuyến tụy Tụy tạng động vật Dạ dày động vật Dạ dày động vật Dạ dày bê Tụy tạng động vật ỨNG DỤNG - Y học , mềm thòt , làm trong beer - Trợ tiêu hóa , mềm thòt - Y học - Sản xuất cheese - Trợ tiêu hóa , tẩy thuốc , tẩy lông , cải thiện thức ăn Enzim từ nguồn động vật. .. viêm nhiễm của các vi sinh vật giúp ngăn ngừa nhiều bệnh dòch hiểm nghèo và đặc biệt phần lớn các thuốc chữa trò có nguồn gốc sinh vật như các dược thảo , các chất chiết xuất tách từ cơ thể sinh vật , các thuốc kháng sinh - Xung quanh chúng ta có những vật rất đỗi bình thường , chúng ta gặp và tiếp xúc hằng ngày như thòt , trứng , sữa … đặc biệt là những chất có nguồn gốc động vật nhưng chúng ta đâu biết... enzim , thời gian đông tụ ỏ 35 0C tương ứng với thời gian của phản ứng enzim 4 nh hưởng của các xử lý công nghệ : a) Hiệu quả của gia nhiệt Khi thanh trùng Pasteur cũng như khi cô đặc sữa (thường nhiệt độ dưới 100 0C) thì protein nhất là β-lactoglobulin bò biến tính Bắt đầu từ 80 0C , protein trong dung dòch sẽ tự trùng hợp và có thể tạo ra gel Khi nhiệt độ trên 1000C thì phần lớn các protein của lactoserum... trên hầu hết các cơ chất protein , bất chấp đó là protein có trọng lượng phân tử lớn hay nhỏ , nhưng tác dụng của nó trên protein đã bị biến tính tốt hơn trên protein chưa bị biến tính Trypsin khơng làm đơng tụ sữa như pepsin , rennin ,chymotrypsin Trung tâm hoạt động của Trypsin có thứ tự các amino acid : -Gly – Asp – Ser – Gly – Pro – Trypsin là một loại enzym thủy phân protein khơng triệt để Khi... Trypsin 1 Cấu trúc : Chymotrypsin được cấu tạo từ 3 sợi polypeptide : Sợi A : các amino acid từ 1-13 Sợi B : các amino acid từ1 6-146 Sợi C : các amino acid từ1 49-245 - 22 - Đại Học Bán Công Tôn Đức Thắng Công Nghệ Sinh Học Các sợi này liên kết với nhau bởi cầu nối disulfit Các sợi polypeptide liên kết với nhau tạo dạng hình cầu 2 Sự hoạt hóa Chymotrypsin : Từ dịch tụy bò có thể thu được 2 loại Chymotrypsinogen... ruột , Chymotrypsin thủy phân protein và các sản phẩm đã được tiêu hóa 1 phần bởi pepsin để tạo ra các peptide ngắn và các amino acid tự do Hoạt tính của Chymotrypsin tương đối yếu hơn Trypsin nhưng nó lại có khả năng thủy phân protein sâu sắc hơn - 23 - Đại Học Bán Công Tôn Đức Thắng Công Nghệ Sinh Học C / PROTEIN TRỊ LIỆU (Trích “Nhập môn Công Nghệ Sinh Học”) I CÁC PROTEIN TỪ MÁU VÀ SẢN PHẨM LIÊN QUAN