Chương 2 Protein

HÓA SINH THỰC PHẨM CHƯƠNG PROTEIN KHÁI NIỆM CHUNG VỀ PROTEIN Đònh nghóa Protein      đại phân tử sinh học, chứa nitơ, cấu tạo từ acid amin, có trọng lượng phân tử lớn 5000 danton, bò kết tủa hoàn toàn acid tricloacetic 10% (TCA) Nguồn Protein Động vật: Lượng protein chiếm 70 % chất khô, Thòt gia súc, gia cầm, cá, tôm, trứng, sữa, Cua, cáy, tép, động vật thân mềm, Phế thải lò mổ: tiết xương Thực vật: Hạt loại đậu, đặc biệt đậu nành (25 -35%) Các loại bèo hoa dâu, tảo, nấm KHÁI NIỆM CHUNG VỀ PROTEIN Hàm lượng protein số nguyên liệu động vật thực vật Nguyên liệu Protein Nguyên liệu Protein Gan 18 - 19 Lúa 7–8 Tim 16 - 18 Bắp – 10 Mô thòt gia súc 16 – 22 Đậu phộng 23 – 27 Trứng 13 – 15 Đậu nành 34 – 40 Sữa bò 3–5 Thòt cá Hến 4–5 17 – 21 Sò 8–9 Tôm 19 – 23 Ốc 11 – 12 Mực 17 – 20 Moi 13 – 16 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ PROTEIN Thành phần nguyên tố H : – 7,5% O : 21 - 24% C : 50 - 55% N : 15 - 18% S : – 0,24% Các nguyên tố khác: P, Fe, Zn, Cu, Mn, Ca ACID AMIN Đònh nghóa  Acid amin dẫn xuất acid carboxylic hydro thay nhóm amin vò trí α hay β  Các acid amin khác gốc R R CH NH2 COOH R CH CH2 COOH NH2  22 loại α - acid amin / 100 loại acid amin  Tồn chủ yếu dạng ion lưỡng cực dung dòch pH = Phân loại theo cấu tạo Nh Tên Monoamino monocarboxylic ACID AMIN Số aa Tên aa Glycin Alanin Valin Leucin Isoleucin Serin Threonin R H CH3 (CH3)2CH (CH3)2CH2CH (CH3)(C2H5)CH (HO)CH2 (HO)(CH­3)CH (NH2)(CH2)4 Diamino monocarboxylic Lysin Arginin Monoamino dicarboxylic Aspatic Glutamic (COOH)CH2CH2 Amid aa dicarboxylic Asparagin Glutamin (NH2)COCH2 (NH2)COCH2CH2 Acid amin chứa S Cystein Cystin Methionin (SH)CH2 Acid amin dò vòng Proline Oxiproline Tryptophane Histidin (NH2)(NH)C-NH(CH2)3 (COOH)CH2 HO (alanin)-S-S-(alanin) COOH COOH N N CH S(CH ) 2 H H N CH2 CH2 HN HO N CH2 CH2 Phân loại theo tính dinh dưỡng Acid amin thay thế: ACID AMIN thể tổng hợp từ aa khác Acid amin không thay thế: thể không tự tổng hợp được, phải bổ sung đặn Val, Leu, Ileu, Met, Thr, Phe, Try, Lys, Arg, His stt Acid amin Nhu cầu, g/ngày stt Acid amin Nhu cầu, g/ngày Valin Leucin Isoleucin Threonin Methionin 8,8 9,0 3,3 3,5 3,0 10 Lysin Tryptophan Phenylalanin Histidin Arginin 5,2 1,1 4,4 2,0 2,0 ACID AMIN Tính chất vật lý  Tinh thể, màu trắng, bền nhiệt độ 20 - 250  Đa số có vò ngọt, (glutamate Na bột ngọt, Asp, Lys)  Tan tốt nước, mức độ tan có khác Độ hòa tan số acid amin nước [g/100g nước] Acid amin Nhiệt độ [oC] 25 50 75 100 L-Alanine 12,73 16,51 21,79 28.51 37.30 L-Cistine 0,005 0,011 0,024 0,052 0,114 L-Glutamic acid 0,341 0,843 2,186 5,553 14,00 Glycine 14,18 24,99 39,10 54,39 67,17 L-Hydroxyproline 28,86 36,11 45,18 51,67 L-Leucine 2,270 2,19 2,66 3,823 5,638 L-Methionine 1,818 3,381 6,070 10,52 17,60 L-Proline 127,4 162,3 206,7 239,0 L-Tryptophane 0,823 1,136 1,706 2,795 4,987 L-Tyrosine 0,020 0,045 0,105 0,244 0,565 L-Valine 8,34 8,85 9,62 10,24 Tính chất vật lý ACID AMIN Phổ hấp thu: vùng hấp thu tử ngoại 240-280 nm, aa nhân thơm tyr, phe có phổ hấp thu 280nm Tính hoạt quang: Có hai dạng đồng phân quang học, dạng D L Tính bền với acid, base: Acid: không xảy tượng racemic hóa aa, chuyển từ dạng L sang D Kiềm: aa bò racemic hóa, giá trò dinh dưỡng Tinh protein PROTEIN Những điều cần ý tách tinh chế protein  Luôn giữ nhiệt độ thấp (-100C)  Tránh pH cao hay thấp  Phải tiến hành nhanh sử dụng dung môi hữu  Nếu thu nhận protein thường, phải vô hoạt enzym tránh phản ứng thủy phân Phá hủy tế bào rút chiết protein  Cơ học : nghiền với cát, máy nghiền, đông lạnh,  Hoá học : acetone, ethylic, glycerine,  Hoá lý : thẩm thấu khuếch tán, thẩm tích,…  Sinh học : enzym celullase Tinh protein PROTEIN Phương pháp tách hỗn hợp protein  Khối lượng phân tử: lắng, ly tâm siêu tốc  Tính hòa tan: điều khiển bằbg dung môi, muối,…  Hấp phụ : sắc ký cột, HPLC, sắc ký điện di Protein concentrate isolate  Protein concentrate chứa 65% protein, lần tách protein  Protein isolate chứa 90% protein, qua hai lần tách protein Đậu nành Đậu nành Xay bột Xay bột Tách béo Tách béo Chỉnh pI=4,6 Chỉnh pH=10 Lọc Lọc bã Sấy Chỉnh pI=4,6 P Conc Lọc Sấy P isolate Bã PROTEIN Biến đổi protein thể Sự chuyển hóa Protein Protein thức ăn tham gia trình chuyển hóa Protein thức ăn Thủy phân Acid amin Oxy hóa Tổng hợp Các sản phẩm chuyển hóa Tổng hợp protein cho thể Dạ dày  Niêm mạc dày tiết tiền enzym pepsinogen  Dòch dày có HCl (pH 1.5-2.2) hoạt hóa  pepsin hoạt động  E pepsin thủy phân sơ protein thành polypeptid Ruột  Tiền enzym tripsinogen, chimotripsinogen, protease hoạt hóa phản ứng dây chuyền  Thủy phân hoàn toàn thành acid amin  Acid amin vận chuyển qua thành ruột, vào mao mạch vào máu, theo máu tới quan Biến đổi protein thể PROTEIN Sự chuyển hóa acid amin Sinh tổng hợp protein (phần lớn) Chuyển hoá theo nhóm NH2 Chuyển hoá theo nhóm COOH Chuyển hoá theo nhóm - R Một phần nhỏ acid amin: trình oxy hóa khử sinh học tạo nhiệt lượng Q (giải phóng hóa sẵn có), tạo thành khung C (dẫn xuất acid amin) cần thiết cho trình trao đổi chất, sinh tổng hợp chất có hoạt tính sinh học COOH COONH4 PROTEIN COONH Biến đổi protein thể + 2NH3 COOH Sự chuyển hóa sản phẩm cuối NH3 Động vật: tạo acid amin R C COOH + NH3 - H2O R O C COOH R NADH2 NAD NH Thực vật: kết hợp với acid hữu thành muối amon COOH COONH4 + COOH CO2 2NH3 COONH4 Thải trình hô hấp C NH2 COOH Biến đổi protein thể PROTEIN Chu trình Ornithin: tổng hợp Urea, chuyển hóa NH3 CO2 Biến đổi protein CNCBTP Phản ứng thủy phân PROTEIN Protein Polypeptids Peptids Peptone Acid amin  Tác nhân thủy phân H+; OH-; enzym protease  Protease: bromelin, papain, neutrase, pepsine, tripsine, …  Sử dụng kết hợp H+ - enzym hay OH- - enzym  Chế biến: tạo nhiều loại sản phẩm (TP hoàn toàn – không hoàn toàn)  Bảo quản: tạo loại peptide gây vò đắng cho sản phẩm PROTEIN Biến đổi protein CNCBTP Phản ứng oxy hóa +H2O R CH COOH -CO2 R CH2 OH OH R CH -CO2 COOH R CH2 NH2 R CH COOH NH2 -NH3 -CO2 R CHO O CH2 N H CH CH3 COOH N NH2 H Acid Aspartic Cysteine,Cystine, Methionine N Scartol CH3 CH2 Indol H SH Ethyl mercaptide CH2OH CH2 SH Ethanol mercaptol Biến đổi protein CNCBTP PROTEIN Sự biến tính  Tạo trạng thái cấu trúc sản phẩm mong muốn trình CB (Độ xốp, đàn hồi: hệ bọt (bánh mì, lan);  Dạng gel: kẹo dẻo, yaourt, phomai, thòt đông,…;  Dạng nhũ: xúc xích)  Làm giảm khả hoà tan,  Mất khả tạo gel;  Gây đông tụ không mong muốn,  Mất tác dụng sinh học bảo quản SP (Bột mì, bột trứng, chế phẩm enzym,…) Biến đổi protein CNCBTP Phản ứng Maillard PROTEIN Sinh tổng hợp protein   PROTEIN Là q trình tạo thành chuỗi polypeptid proteins Gồm giai đoạn, Sao chép & Giải mã DNA mRNA tRNA (ribosomes) Protein DNA → RNA → Protein DNA Sao chép mRNA Ribosome Giải mã Protein Tế bào khơng có nhân Prokaryotic Cell DNA → RNA → Protein Màng nhân (membrane) DNA Tế bào có nhân Eukaryotic Cell Sao chép Pre-mRNA Tạo mRNA mRNA Ribosome Giải mã Protein Quá trình giải mã mRNA tạo thành protein [...]... R Các phản ứng chuyền từ aa này sang aa khác Phe - Tyr O CH CH2 COOH [O] HO O CH CH2 NH2 NH2 CONH2 COOH A.pyruvic - Ala C O CH3 (piruvic) CH2 + COOH COOH COOH CH2 C CHNH2 CH3 COOH (glutamin) NH2 (alanin) CH2 + CH2 CHNH2 COOH (a glutamic) ACID AMIN Các phản ứng đặc trưng 8 Phản ứng với ninhydrin O O OH OH + R CH COOH H +H2O -NH3 -CO2 OH NH2 O +R CHO O Ninhydrin (oxh) ninhydrin (khử) pH > 4, xảy ra phản... hóa theo phản ứng oxy hóa R CH COOH + 1 /2 O2 R NH2 C COOH + NH3 O 4.4 Desamin hóa theo phản ứng khử nội phân tử R CH2 CH NH2 COOH R CH CH COOH + NH3 ACID AMIN Các phản ứng đặc trưng 5 Phản ứng decarboxyl hóa R CH COOH R CH2 NH2 + CO2 NH2 6 Chuyển acid amin Cetoacid A + Acid amin B === Acid amin A + Cetoacid B R1 CH O COOH + R2 CH NH2 COOH R2 CH O COOH + R1 CH NH2 COOH ACID AMIN Các phản ứng đặc trưng... hay base ACID AMIN Các phản ứng đặc trưng 2 Phản ứng với acid Nitrơ HNO2 (ph pháp Van-Slyke) 3 Phản ứng với formaldehyd R CH NH2 COOH + O HC H (ph pháp Sorensen) R CH N COOH CH2 + H2O ACID AMIN Các phản ứng đặc trưng 4.1 Desamin hóa theo phản ứng thuỷ phân R CH COOH + H2O R NH2 CH COOH + NH3 COOH + NH3 OH 4 .2 Desamin hóa theo phản ứng khử R CH NH2 COOH + H2 R CH2 ACID AMIN Các phản ứng đặc trưng 4.3 Desamin... Peptide NNC Peptide NNC 19 – 23 20 – 23 15 – 17 15 – 17 4–5 5–6 D-Leu-D-Leu Ala-Leu Leu-Ala Gly-Leu Leu-Gly Ala-Val 5–6 18 – 22 18 – 21 19 – 23 18 – 21 60 – 80 Val-Ala Phe-Gly Gly-Phe Phe-Gly- Phe-Gly Phe-Gly- Gly-Phe 65 – 75 16 – 18 15 – 17 1,0 – 1,5 1,0 – 1,5 PEPTIDS Tính chất Ngưỡng nhận cảm các peptide tạo vò mặn [mmol/l] Peptide NNC Peptide NNC Orn-βAla-HCl Orn-γAbu-HCl 1 ,25 1,40 Orn-Tau-HCl Lys-Tau-HCl... dụng trong sự co cơ và điều chỉnh cân bằng nước ở thận Cấu trúc phân tử  Protein là chuỗi polypeptide chứa hơn 100 acid amin  Liên kết chủ yếu là liên kết peptide  Các protein khác nhau do : - Số lượng các a.a - Thứ tự các a.a 1 Cấu trúc bậc 1 Mạch thẳng Liên kết : peptid PROTEIN PROTEIN Cấu trúc phân tử 2 Cấu trúc bậc 2  Nguyên nhân: có C bất đối  Ổn đònh cấu trúc: liên kết Hydro giữa nhóm OH... của tế bào Là coenzyme của E glyoxalase, Có trong tất cả cơ thể sống ĐV,TV,VSV Glutathione tồn tại ở hai dạng: Dạng khử: Dạng oxihóa: 2 phân tử Glutathione khử liên kết tạo cầu disulfure 2 Glutation-SH -2H +2H Glutation-S -S - Glutation Các loại peptids thường gặp PEPTIDS 2 Ophatalmic: Là peptide đối kháng với glutathione, kìm hãm các phản ứng có glutathione làm chất kích thích 3 Carnosine, Anserine,... ứng tiếp theo tạo ra phức màu xanh tím O H OH O O O + NH3 + HO N - 3H2O HO O O O O Phức Ruheman (xanh tím) ACID AMIN Các phản ứng đặc trưng 8 Phản ứng với ninhydrin Acid aspartic khi tác dụng với ninhydrin giải phóng 2 CO 2 Prolin và oxyprolin tạo hợp chất màu vàng, không giải phóng NH 3 O O O O Ninhydrin + H N COOH Proline - H2O - CO2 N O Phức màu vàng Các phản ứng đặc trưng ACID AMIN 9 Phản ứng tạo... tạo vò mặn [mmol/l] Peptide NNC Peptide NNC Orn-βAla-HCl Orn-γAbu-HCl 1 ,25 1,40 Orn-Tau-HCl Lys-Tau-HCl NaCl 3,68 5,18 3, 12 Các peptide có vò ngọt COOH C COO CH N H 3+ H CO C - 2 NH 3 + CO NH NH R1 C R3 R2 αL-aspartyl-L-phenylalanine methyl ester Aspartame / Nutrasweet R 1 C R R 3 2 L-aminomalonyl-L-phenylalanine methyl ester Các loại peptids thường gặp PEPTIDS 1 Glutathione     Là peptide nội bào,... sôi aa với một lượng dư Cu(OH )2 và CuCO3 thu được: 10 Phản ứng tạo thành ester Các kiểu liên kết hoá học ACID AMIN 1 Liên kết peptid Gốc –COOH của aa này sẽ kết hợp với gốc α-NH2 của aa khác, loại đi một phân tử nước Tùy độ dài và số liên kết peptid ta có pepton, peptid, polypeptid, … Các kiểu liên kết hoá học 1 Liên kết peptid ACID AMIN Các kiểu liên kết hoá học ACID AMIN 2 Liên kết thứ cấp Liên kết... Peptids là chuỗi aa liên kết với nhau bằng liên kết peptide  Liên kết peptide rất bền (>400KJ/mol)  Phân loại: theo số acid amin có trong chuỗi peptide 2 acid amin n =2 dipeptide số liên kết peptide = 1 3 acid amin n=3 tripeptide số liên kết peptide = 2 4 acid amin n=4 tetrapeptide số liên kết peptide = 3 m acid amin m ≤ 10 oligopeptide số liên kết peptide = m-1 n acid amin n > 10 polypeptide số liên