Chương 2 Protein

Chương II PROTEIN KHÁI NIỆM CHUNG VỀ PROTEIN Đònh nghóa: − Protein polymer sinh học, chứa nitơ, cấu tạo từ acid amin, có trọng lượng phân tử lớn 5.000 danton bò kết tủa hoàn toàn acid tricloacetic 10% (TCA) − Protein cá thể SV khác chủng loại, số lượng phân bố quan Động vật: protein chiếm 70 % ck, / 16-23% ck; gan / 18-19% ck; tim / 16-18% ck Thực vật: protein chiếm 5% ck; hạt / 10-13% ck; lá, thân / 1,2-3% ck; rễ có 0,5% ck Nguồn Protein Protein động vật: Protein thực vật: Thòt gia súc, gia cầm, cá, tôm, trứng, sữa,… Cua, cáy , tép, động vật thân mềm Phế liệu lò mổ tiết xương Hạt loại đậu, đặc biệt đậu nành Bèo hoa dâu, tảo, nấm Bảng thành phần protein số loại thực phẩm Nguyên liệu Protein, % Mô thòt gia súc 16 – 22 Trứng (gà, vòt, chim cút) 13 – 15 Sữa bò 3–5 Cá 17 – 21 Tôm 19 – 23 Mực 17 – 20 c 11 – 12 Sò 8–9 Hến 4–5 Đậu nành 34 – 40 Đậu phộng loại đậu khác 23 – 27 Bắp – 10 Lúa 7–8 CẤU TẠO PHÂN TỬ CỦA PROTEIN Thành phần nguyên tố H : 6-7.5% O : 21-24% số protein chứa lượng nhỏ C : 50-55% nguyên tố khác P, Fe, Zn, Cu, Mn, Ca N : 15-18% S : - 0.24% Trong Nitơ thành phần ổn đònh (16%), người ta thường đònh lượng Nitơ dựa vào để tính hàm lượng protein: % protein = 100/16 * %N = 6,25 * %N Acid Amin Đònh nghóa  Acid amin đơn vò cấu trúc sở protein Các acid amin liên kết với thành phân tử protein  Acid amin dẫn xuất acid carboxylic hydro thay nhóm amin vò trí α hay β  Công thức chung là: α β R CH COOH R NH2 CH COOH CH2 NH2  Có 100 loại acid amin khác tự nhiên có 22 loại α -acid amin tham gia vào cấu trúc protein Tuy có 22 loại, khác thành phần trình tự sẵp xếp acid amin dẫn đến đa dạng cấu tạo protein  Trong dung dòch pH = 7, acid amin tồn chủ yếu dạng ion lưỡng cực R CH COONH3+ Phân loại theo cấu tạo Nhóm1: Acid monoamino monocarboxylic có acid amin mạch thẳng Glycin (R=H), alanin (R=CH3), valin (R=(CH3)2CH), leucin (R=(CH3)2CH2CH), Isoleucin (R=(CH3)(C2H5)CH), serin (R=(HO)CH2), threonin (R=(HO)(CH3)CH) Nhóm 2: diamino monocarboxylic nhóm có hai acid amin Lysin (R=(NH2)(CH2)4), Arginin ((R=(NH2)(NH)C-NH(CH2)3) Nhóm 3: acid monoamin dicarboxylic nhóm có acid amin Aspatic (R=(COOH)CH2), Glutamic (R= (COOH)CH2CH2) Nhóm : amid acid amin dicarboxylic Asparagin (R=(NH2)COCH2), Glutamin (R=(NH2)COCH2CH2) Nhóm 5: acid amin chứa S có acid amin Cystein (R=(SH)CH2), cystin (R=(alanin)-S-S-(alanin)), methionin (R=CH3S(CH2)2) Nhóm 6: acid amin dò vòng có acid amin HO Prolin N COOH Oxyprolin N COOH Tryptophan H H Nhóm 7: acid amin nhân thơm Phenylalanin N CH2 Histidin H N N CH2 có acid amin CH2 Tyrosin HO CH2 Phân loại theo tính chất dinh dưỡng Acid amin thay thế: 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 Tính chất acid amin Tính chất vật lý: − Dạng tinh thể, màu trắng, bền nhiệt độ 20-250C − Đa số aa có vò ngọt, làm chất tạo vò (MSG, Asp, Lys) − Tan tốt nước, mức độ tan có khác nhau, tan tốt prolin (162g/100mL), tan cystein (0,011g/100mL) − Đa số acid amin có vùng hấp thu tử ngoại 240-280 nm − Trừ glycin, aa khác có C bất đối nên có hai dạng đồng phân quang học, dạng D dạng L COOH COOH C* H H2N C* NH2 H (L.a.acid) R R (D.a.acid) − Protein chứa aa dạng L, động vật thực vật hấp thu dạng L, dạng D có ảnh hưởng xấu đến trình trao đổi chất Tính chất hóa lý: Tính điện ly lưỡng cực: aa có hai nhóm chức –COOH –NH nên dung dòch tồn dạng, dạng phân tử dạng ion lưỡng cực R CH COOH R COO- CH NH3+ NH2 Mỗi aa tồn pH phân tử aa trung hòa điện, gọi điểm đẳng điện (pI), PA : pH phân tử acid amin bắt đầu tích điện (+) PB : pH phân tử acid amin bắt đầu tích điện (-) pI = pH A + pH B Glycin pA = 2,34 , pB = 9,60 pI = 5,67 Đa số aa trung tính có pI vùng pH acid amin yếu pI (aspartic) = 2,77 pI (arginin) = 10,76 Tính chất hóa học [1] Phản ứng với acid base R CH COO- NH3+ R CH COO- NH3+ + + R HCl CH COOH NH3Cl NaOH R CH COONa NH2 + H2O [2] Tính bền với acid , base  Acid-nhiệt độ cao (HCl6N, 100-107 0C, 20-72g): đa số aa không bò phân hủy, 1030% aa có S bò oxy hóa, try bò phân hủy hoàn toàn, không xảy tượng racemic hóa  Kiềm (NaOH 4-8N, Ba(OH)2 14%, đun sôi, 18-29g) aa bò racemic hóa, giá trò dinh dưỡng aa [3] Phản ứng với formaldehyd: R CH NH2 COOH + O HC H R CH N COOH CH2 + H2O Tính acid acid mạnh aa đònh phân NaOH [4] Phản ứng với ninhydrin:  Tất aa tạo phức Ruheman màu xanh tím với ninhydrin  Prolin oxyprolin tạo hợp chất màu vàng không giải phóng NH 3 [5] Tạo phức với kim loại nặng: aa tác dụng với kim loại nặng , kim loại hóa trò II tạo muối nội phức (Pb, Hg, Cu,…) có màu đặc trưng [6] Sự tạo thành ester: aa tác dụng với rượu tạo thành ester Ester acid amin chất lỏng dễ bay hơi, có tính kiềm, dễ điều chế cách cất chân không R + COOH CH R C2H5OH COOC2H CH + H2O NH2 NH2 D Các kiểu liên kết hóa học acid amin : Liên kết peptid: Một phản ứng quan trọng acid amin tổng hợp peptid, gốc –COOH acid amin kết hợp với gốc α-NH2 acid amin khác, loại phân tử nước Phương trình biểu diễn sau: R1 NH2 R1 CH COOH + HHN CH COOH NH2 CH CO NH CH R2 COOH R2 liên kết peptid Tương tự có nhiều acid amin R1 NH2 R3 CH COOH + HHN CH COOH + HHN CH COOH + HHN CH R2 R4 R1 NH2 COOH R3 CH CO NH CH CO NH CH CO NH CH R2 Những sản phẩm gọi peptid người ta gọi tên sau: acid amin n=2 acid amin n=3 acid amin n=4 acid amin n=5 n acid amin n COOH R4 chung peptid Tùy theo số lượng acid amin có dipeptid tripeptid tetrapeptid pentapeptid polypeptid số liên kết peptid = số liên kết peptid = số liên kết peptid = số liên kết peptid = số liên kết peptid = n -1 Số lượng peptid thể có hàng trăm hay hàng nghìn Hiện người ta phân lập chiết xuất 120 loại peptid Có thể đưa vài loại sau : Glutation: peptid nội bào phổ biến nhất, tham gia trình oxy hóa khử tế bào Glutation tồn hai dạng: Dạng khử: HOOC CH CH2 CH2 CO NH CH CO NH CH2 COOH NH2 CH2 SH Dạng oxihóa: phân tử Glutation khử liên kết lại tạo cầu disulphua Glutation-SH -2H +2H Glutation-S -S - Glutation Ophatalmic: lòa peptid đối kháng với glutation, có tác dụng kìm hãm phản ứng có glutation làm chất kích thích Carnosin: peptid bắp thòt động vật, trì tính đệm dòch cơ, xúc tiến phân giải glucid bắp thòt, tham gia vào việc trao đổi lượng Oxytosin Vasopresin : peptid não, có tác dụng co điều chỉnh cân nước thận Liên kết peptid bền ( > 400kj/mol) , sở tạo nên phân tử protein Liên kết thứ cấp: liên kết nối liền acid amin vò trí khác chuỗi polypeptid hay liên kết acid amin chuỗi khác , gọi liên kết ngang Liên kết ngang giữ vai trò quan trọng việc hình thành cấu trúc không gian phân tử protein Các liên kết thứ cấp bao gồm: Liên kết Hydro: Là liên kết tạo thành O thừa điện (-) nguyên tử H + lk H2 H O thừa điện (+) Liên kết liên kết yếu, không bền (8-12 ( N ) kj/mol).Tuy số lượng liên kết lớn nên liên ( C ) kết quan trọng việc hình thành cấu trúc không gian protein Liên kết di sulphua (cầu di sulphua) –S-SĐây liên kết đồng hóa trò , bền vững (300 kj/mol) Làm cho phân tử protein bò gấp khúc liên kết ion ( liên kết muối) gọi liên kết tónh điện , tạo gốc phân cực, mang điện tích (+), (-) có phân tử protein : OH-, NH3+ , COO-, … liên kết bền (>160 kj/mol) Liên kết lỵ nước (lực Valdervalse) Giữa nhóm kỵ nước có mối liên kết hóa học , liên kết không bền (48.5 kj/mol) ( -CH3, -C2H5 , -C6H5 ) Cấu trúc phân tử Protein: phân tử protein có cấu trúc khác cấu trúc bậc I: Đây cấu trúc sở, chất chuỗi polypeptid tạo thành acid amin liên kết với liên kết peptid Cấu trúc bậc I cấu trúc mạch thẳng Điểm cần nhớ cấu trúc bậc I có loại liên kết liên kết peptid Một chuỗi polypeptid đầu –COOH đầu –NH2 Theo qui ước ta viết gốc –COOH đầu bên phải, gốc R 1, R2 ,… Rn phân bố hai bên mặt phẳng chứa liên kết peptid R1 NH2 R3 CH CO NH CH CO NH CH CO NH CH R2 COOH R4 Vì tất gốc R1, R2 ,… Rn mạch bên nên chiều dài chuỗi protein không phụ thuộc tính chất acid amin mà phụ thuộc vào số lượng acid amin Protein cấu trúc bậc I dòch mã di truyền, tổng hợp thể sống từ đoạn gen ADN Ribosome Protein đặc trưng riêng cho cá thể -Phân tử protein cấu tạo từ 22 acid amin , lượng đồng phân lớn Tuy số đồng phân thực tế nhiều protein mạch ngắn có từ 20-100 acid amin Đa số protein có 100-500 acid amin , có số protein có tới ngàn gốc acid amin Để nghiên cứu cấu trúc bậc I protein người ta sử dụng nhiều phương pháp: Phương pháp sắc ký, điện di : ta phải thủy phân toàn protein thành acid amin Phương pháp cho biết thành phần protein Phương pháp nhóm –NH2 tận (cắt đứt acid amin từ đầu –NH ) , hay phương pháp nhóm –COOH tận ( thủy phân acid amin từ đầu –COOH loại enzyme) Phương pháp cho biết trật tự xếp acid amin Cấu trúc bậc II: R1 NH2 C* H H C O H C O N N H CO NH C* R2 R3 CO NH C* COOH H Vì tất acid amin tự nhiên bất đối nên tính chất quan trọng acid amin khả quay tự chúng quanh mối liên kết Cα , làm mạch polypeptid có khuynh hướng hình thành cấu trúc xoắn Cấu trúc xoắn ổn đònh nhờ vô số liên kết hydro gốc – C=O acid amin với gốc –N-H acid amin thứ ba đứng sau Số lượng liên kết hydro lớn Do liên kết yếu giúp cho cấu trúc xoắn bền vững Vậy với cấu trúc bậc II có hai loại liên kết : peptid liên kết hydro Có hai loại cấu trúc bậc II: Cấu trúc xoắn ốc : xoắn α , αΠ ,γ ,… Cấu trúc gấp nếp β , cấu trúc mặt cong β Cấu trúc xoắn α : Là xoắn taọ chuỗi polypeptid có hình xoắn ốc giống lò xo Mỗi vòng xoắn có 3.6 gốc acid amin (18 gốc tạo vòng xoắn) Mỗi acid amin mhư bậc thang cao 1.5 A0 ( A0 = 10 -10 µm) Có thể có xoắn α phải xoắn α trái ( ngược chiều kim đồng hồ) Xoắn α bền giữ chặt số tối đa liên kết hydro, nhóm -CO-NHtạo liên kết hydro Xoắn α cấu trúc phổ biến có xoắn αΠ (4.4 acid amin / vòng) , xoắn γ (5.2 acid amin / vòng) xoắn 310 ( acid amin / vòng) Các loại xoắn gặp (2) Gấp nếp β : Cấu trúc cấu trúc xoắn α tạo thành liên kết hydro bò phá vỡ( nhiệt) Cấu trúc β tạo từ nhiều mạch polypeptid Các mạch duỗi tạo liên kết hydro nhóm chuỗi polypeptid khác Cấu trúc có dạng tờ giấy gấp nếp Cấu trúc bậc hai cấu trúc điển hình protein hình sợi : kerotin ( tóc ) , collagen ( da, xương ) C Cấu trúc bậc III: Thực tế đa số protein lại có cấu trúc hình cầu Chứng minh: kích thước đo phân tử protein so với kích thước lý thuyết khác Lý thuyết: chiều d vòng xoắn 900A0 Đường kính d = 15A0 Tỉ lệ trục lớn / trục nhỏ = 900 / 15 = 60 Thực tế: trục lớn / trục nhỏ = Điều chứng tỏ protein có cấu trúc dạng cầu Điều chứng tỏ chuỗi xoắn lại tiếp tục gấp khúc tạo cấu trúc dạng cầu Liên kết cầu disulphua, liên kết kỵ nước Valderval liên kết chủ yếu tạo cấu trúc bậc III dạng cầu Ngoài có liên kết khác liên kết ester, liên kết tónh điện, liên kết hydro Phần lớn protein có cấu trúc bậc III hòa tan nước Ở protein gốc acid amin kỵ nước cuộn vào gốc acid amin ưa nước phân bố đặn mặt cầu bên có số protein không tan nước , mà tan dung môi hữu cơ, protein có phân bố ngược lại Các gốc acid amin kỵ nước lại phân bố bề mặt cầu D> Cấu trúc bậc IV: Do bề mặt hình cầu cấu trúc bậc II có chứa nhóm chức , nên hình cầu hình thành liên kết ngang, kết hợp cấu trúc bậc III lại thành cấu trúc lớn gọi cấu trúc bậc IV Các cấu trúc bậc III gọi monome, kết hợp lại thành cấu trúc bậc IV gọi oligome Cấu trúc bậc IV lại dễ phân ly thành tiểu phần monome Cấu trúc bậc IV hình thành liên kết ngang cấu trúc bậc III: liên kết hydro, Van dervan, liên kết tónh điện , liên kết cầu disulfua Một cấu trúc bậc IV protein nghiên cứu kỹ cấu trúc bậc IV hemoglobin ( Hb) Phân tử Hb cấu tạo từ tiểu đơn vò : mạch α mạch β M= 64500 Trong phân tử có tham gia nguyên tử Fe Hemoglobin đóng vai trò vận chuyển Ò máu sắc tố đỏ máu Còn số protein có cấu trúc bậc IV khác : insulin( tiểu đơn vò), lactatdehydrogenaza ( tiểu đơn vò), catalaza (4 tiểu đơn vò),pepsin, amilaza(2 tiểu đơn vò) Hoạt tính sinh học protein thường thể cấu trúc bậc cao (III, IV) Tùy theo chức protein mà tỉ lệ dạng cấu trúc khác Khi bò thay đổi cấu trúc không gian , chức sinh học bò ảnh hưởng Bất kỳ biến đổi hóa lý ảnh hưởng đến cấu trúc không gian protein làm protein chức sinh học Sự thống cấu trúc chức giúp protein thực vai trò điều hòa phản ứng sinh học cách tự thay đổi cấu trúc không gian Phân loại Protein: Do cấu trúc phức tạp đa dạng nên phân loại protein thường gặp khó khăn Người ta thường dựa vào hình dạng , tính tan chức , thành phần hóa học để phân nhóm protein Protein theo thành phần hóa học chia làm hai nhóm lớn : protein đơn giản protein phức tạp Trong nhóm lại phân thành nhóm nhỏ Protein đơn giản (homoprotein) : có acid amin thành phần cấu tạo: albumin, glubulin,prolamin, glutelin, protamin, histon Protein phức tạp (heteroprotein): cấu tạo gồm acid amin phần phi protein khác glucid, lipid, người ta gọi nhóm nhóm ngoại: nucleoprotein, mucoprotein, lipoprotein, phosphoprotein, metalo-protein, cromoprotein Protein đơn giản : Còn gọi homoprotein, protein chứa acid amin Dựa vào tính chất hòa tan ta chia nhóm nhỏ: Albumin: Protein dễ tan nước , dễ biến tính bơỉ nhiệt, có dạng cầu, dễ kết tủa (NH 4)2SO4 ( 70-100% bão hòa) M không lớn MAb lòng trắng trứng = 45000 MAb huyết = 65000 Có tế bào động vật , thực vật, Ab trứng , lecosin lúa mì, legumelin đậu nành, rixin hạt thầu dầu Trong thực vật chứa 0.1 – 0.5% Ab Globulin: Không tan nước dung dòch acid lõang Tan dung dòch muối loãng NaCl – KCl – 10% MGlobulin = 100000 – 300000 Eudestin hạt bông, Glysin đậu nành, Archin đậu phộng, Globulin huyết thanh, Miozin Prolamin: Không tan nước dung dòch muối lõang Tan etanol 70 – 80% MProlamin = 26000 – 40000 Hầu có nội nhũ hạt hòa thảo: gliadin lúa mì, hordein đại mạch, zein bắp (30 – 60% tổng protein ) Glutelin: Không tan nước , dung dòch muối loãng, rượu Tan dung dòch kiềm loãng (0.2 – 2%) M cao từ 50000 đến vài triệu danton Có nội nhũ hạt: glutelin lúa mì, orizenin lúa gạo (80% protein tổng) Protamin: Có M nhỏ, cấu tạo đơn giản, có tính kiềm mạnh chứa 60 – 80% Arg Tan dễ nước, không tan dung dòch NH3 loãng, không đông tụ đun nóng M = 8000 – 10000 Có phấn hoa, tinh dòch cá Histon: Là protein kiềm, tính chất tương tự protamin Có nhân tế bào Protein phức tạp: Như nói trên, protein phức tạp gồm acid amin nhóm ngoại Tùy vào nhóm ngoại ta chia protein phức tạp nhóm sau: Nucleoprotein: Nhóm ngoại acid nucleic, thường gắn vào acid amin kiềm tính, chất điển hình nhân ribosome Tùy cấu tạo ta có Ribonucleo-protein ; desoxy-ribonucleo-protein ,… Mucoprotein: Nhóm ngoại glucid số acid: glucose, manose, galactose, hexozamin, a.gluconic, a.sulphuric, a.acetic Có hai nhóm nhỏ: glycoprotein: liên kết P-Glucid liên kết đồng hóa trò có mô liên kết, máu, hormon Mucoid(muxin): liên kết P-Glucid liên kết ion Có nước miếng, đònh độ nhớt nước miếng, không bò thủy phân proteaza Lipoprotein: Nhóm ngoại lipid: triglycerid, phosphatid Đóng vai trò quan trọng việc vận chuyển lipid Có huyết tương, màng tế bào, hạt diệp lục, óc, sữa,… Phosphoprotein: Nhóm ngoại gốc acid phosphoric, liên kết với protein liên kết ester với nhóm – OH Ser hay Thr Giữ vai trò quan trọng việc trao đổi gốc photphat Có casein sữa, vitelin lòng đỏ trứng, vitelinin, photvitin trứng Metalo-protein: Nhóm ngoại kim loại: Fe, Mg, Cu, Zn, Mn, Mo,… Giữ nhiều chức : Vận chuyển, dự trữ kim loại Tham gia thành phần enzim xúc tác sinh học: catalaza, peroxydaza, itocrom(Fe), Ascorbat oxydaza, polyphenploxydaz (Cu),… Đặc trưng Hemoglobin: có nhóm ngoại Fe Cromo-protein: Nhóm ngoại có màu, bao gồm số metalo-protein Hemoglobin vừa có màu đỏ vừa chứa Fe Flavon màu vàng nhóm ngoại Riboflavin Rodopsin có màu vàng nhóm ngoại tiền Vitamin A (Retinen) Nhóm Metalo Cromoprotein giữ vai trò quan trọng việc quang hợp, hô hấp, phản ứng oxyhóa khử TÍNH CHẤT CỦA PROTEIN: Tính chất Vật lý: Protein cấu tạo chủ yếu từ acid amin, tính chất protein có điểm giống với tính chất acid amin , ví dụ phản ứng màu đặc trưng , hay tính điện ly lưỡng cực Tuy protein có tính chất hòan toàn khác với acid amin Hình dạng: Có loại: sợi, cầu trung gian: Sợi: Tỉ lệ dài / rộng = hàng trăm, hàng nghìn Thường protein cấu trúc keratin lông, tóc, fibroin cơ, miozin Thường không tan nước, bền với tác nhân hóa học Thường sợi α , β xếp quanh trục liên kết với liên kết hydro, disulfua làm cho cấu trúc bền chặt Cầu: Tỉ lệ trục lớn / trục nhỏ = 4.5 ÷ 20 kích thước phân tử trung bình Thường protein chức : enzim, hormon,… Dễ tan nước dung dòch muối loãng, nhạy cảm với phản ứng hóa học Trung gian: Cấu trúc sợi, không dài Tương đối dễ tan Gồm fibroin (tơ), miofibrin (cơ) B Kích thước trọng lượng phân tử Một protein có kích thước trung bình có 100 – 500 acid amin Khối lượng phân tử nằm khoảng 17000 – 68000 dalton (nhờ phương pháp ly tâm siêu tốc) có số protein có kích thước lớn , khối lượng phân tử lớn Protein VR dài nhất, khối lượng phân tử lên đến hàng triệu dalton Citocrom Ribonucl Liozin Mioglobi Tripxin Bromelin Pepsin Albumin C ea n trứng 11600 12700 14400 17800 24000 25000 36000 44000 Hemoglo Albumin Hexokin Lactac Catalaza Ureaza Miozin Virus bin huyết aza dehydrog thuốc enaza 64500 69000 96000 150000 250000 483000 620000 4059000 Để xác đònh kích thước M protein ta có biện pháp đặc biệt : ly tâm siêu tốc, đo áp suất thẩm thấu , dùng rây phân tử (lọc gel) – sephadex loại gel thường dùng Phương pháp hòan thiện : ly tâm siêu tốc 10 .Biến tính thuận nghòch: +Nếu loại bỏ tác nhân gây biến tính, phân tử protein khôi phục lại cấu hình không gian ban đầu, khôi phục lại tính chất đầu +Khi biến tính thuận nghòch, tác nhân tác động mức lượng thấp, số liên kết yếu hydro, liên kết ion, liên kết kỵ nước bò phá vỡ Chỉ cần liên kết disulfua không bò bẻ gãy +thí dụ: trypsin(enzyme tiêu hóa dày), đun nóng đến 90 0C, pH = họat tính Nếu đưa nhiệt độ thường pH trung tính, phục hồi lại chức sinh học Biến tính bất thuận nghòch: + Không trở lại tính chất ban đầu + Liên kết cầu disulfua bò đứt tác động mức lượng cao Thí dụ: luộc trứng : protein bò biến tính không trở lại trạng thái lỏng Để nghiên cứu cấu trúc protein phải giữ cho protein khong bò biến tính, cách thực nhiệt độ thấp, cho số chất vào dung dòch protein (đường saccarose, hợp chất amin) để chất hấp phụ lên bề mặt protein làm cho protein không bò biến tính Tính chất protein sau biến tính nêu đây: độ hòa tan giảm: duỗi mạch, nhóm kỵ nước lộ rõ khả giữ nước giảm hoạt tính sinh học: enzyme khả xúc tác(do cấu trúc không gian bậc II, III, IV) hem khả vận chuyển O2 dễ bò thủy phân enzyme proteaza hơn, bền protein ban đầu dẫn đến dễ tiêu hóa Nguyên nhân làm xuất liên kết peptid tương ứng với vùng tác dụng enzyme -(5) Tăng độ nhớt -(6) Mất khả kết tinh *Tác nhân gây biến tính: -(1)Nhiệt độ : tác nhân dễ gây biến tính, la tác nhân gây biến tính thường gặp -Do tác dụng nhiệt độ protein bò giãn mạch Thí dụ : Abbumin huyết đầu dài/rộng = 3,sau biến tính dài/rộng = 5.5 -Vận tốc biến tính nhiệt lớn.Nếu so sánh với phản ứng hoá học thường, nhiệt độ tăng lên 10o C,tốc độ phản ứng hoá học thường tăng lần, lúc tốc độ biến tính tăng 600 lần (sự biến tính protein khác khác nhau) Nhiệt độ gây biến tính protein khác khác nhau.Sự biếntính phụ thuộc chất, nhiệt độ áp suất protein, hoạt độ H2O, pH, muối,… Khi gia tăng nhiệt độ, liên kết hydro bò bẻ gãy trước, mạch duỗi dài ra, gốc kỵ nước lộ làm giảm tính hoà tan protein Các protein khác có nhiệt độ biến tính khác Biến tính nhiệt độ cao: đa số protein nâng nhiệt độ > 60 oC bắt đầu xảy biến tính Biến tính nhiệt độ thấp: có số Enzym bền nhiệt độ thường lại bò vô hoạt 0oC.Protein đậu nành, protein trứng sữa bò kết tủa nhiệt độ lạnh đông.Nhiệt độ thấp gây pha huỷ cấu trúc bậc protit Một cách tương đối ta thấy protein 17 có tỉ số axit amin kỵ nước/ axit amin háo nước cao dễ bò biến tính nhiệt độ thấp Khi dạng dung dòch dung dòch protein protein dễ biến tính Do protein dạng đông khô(Lyophilisation) dược dùng để bảo quản (2)Bức xạ: tia xạ alpha, beta, UV, siêu âm Tia cực tím bò hấp thụ a xít amin thơm, lượng cao làm đứt cầu _S_S_ Bức xạ gamma, tia ion hoá làm biến đổi hình thể o xy hoá số gốc axit amin, phá huỷ liên kết đồng hoá trò tạo gốc protein tự do, gây phản ứng tái tổ hợp trùng hợp protein (3)Cơ học: nhào (bột), đánh (trứng),… Nhào trộn cán bột mì, tạo lực cắt gây biến tính protein Động tác lặp lặp lại nhiều lần (như đánh trứng) làm biến tính protein phá huỷ dạnh xoắn alpha (4) pH : đa số protein bò biến tính pH cao hay thấp Lúc đó, lực đẩy tónh điện nhóm ion hoá protein làm giãn dài mạch protein (5) Muối kim loại: muối kim loại kiềm (Na,K) ảnh hưởng, muối kim loại kiềm thổ hoạt động tốt Các kim loại chuyển tiếp Cu,Fe, Hg,Ag phản ứng nhanh với protein (6) Dung môi hữu cơ: phẩn lớn dung môi hữu tác nhân gây biến tính chúng làm thay đổi số điện môi môi trường Các dung môi hữu không cực xâm nhập vùng kỵ nước, phá huỷ tương tác kỵ nước (7) Hợp chất hữu cơ: urê, guanidin phá huỷ liên kết hydro gây biến tính Các chất hoạt động bề mặt có tác dụng phá huỷ liên kết hydro làm giãn mạch Các chất khử (sisterin, vitamin C) phá huỷ cầu sunfur *Sự biến tính bề mặt: -Khi có bề mặt phân chia pha: phân tử H 2O bề mặt dung dòch protein phân tử có mức lượng cao (Khác với H 2O dung dòch), liên kết với phân tử protein làm phá vỡ liên kết hydro, protein bề mặt duỗi mạch dễ dàng polyme hoá với tạo màng protein bề mặt phân chia pha gọi biến tính bề mặt (đây biến tính bất thuận nghòch) *Tóm lại: Sự biến tính protein thường sử dụng để loại bỏ protein khỏi dung dòch, ứng dụng công nghệ chế biến thực phẩm.Đơn giản là đun sôi dung dòch protein, sau dùng hoá chất acid, kiềm nhiệt độ cao: acid tricloacetic, acid wonframic, acid picric, acid sulfosalisilic, dùng muối kim loại nặng: Pb, Hg, Cu, Fe,… Nếu muốn tách chiết protein, ta phải tránh tượng biến tính protein, cách dùng dung dòch đệm có nồng độ pH thích hợp, thêm chất hữu đường glucoza, saccaroza, rượu đa chức Sản phẩm thu phải sấy thăng hoa, giữ trạng thái khô, nhiệt độ thấp 4.Khả tạo gel: Các loại thực phẩm giò lụa, giò cá, phomat, bánh mì,… sản phẩm có kết cấu gel protein Gel ? 18 Khi protein bò biến tính, mạch polypeptid bò duỗi liên kết với tạo thành mạng lưới không gian ba chiều Mỗi chỗ tiếp xúc nút mạng Mạng lưới protein có khả giữ nước mạng cử chúng, trạng thái gọi trạng thái gel protein Các nút mạng tạo thành do: + Tương tác nhóm kỵ nước (hydrophobe) Tương tác ưa béo tăng cường nhiệt độ tăng làm cho mạch polypeptid sít hơn, làm khối gel trở nên cứng + Liên kết hydro: liên kết nhóm –OH nhóm –COOH Liên kết hydro yếu, tạo linh động phần tử, làm cho gel có độ dẻo đònh Khi gia nhiệt liên kết hydro bò đứt, gel bò nóng chảy, để nguội (gần oC) cầu hydro tái lập tăng cường *Điều kiẹn tạo gel: -Nhiệt độ yếu tố cần thiết Sau gia nhiệt, người ta thường làm lạnh để tạo điều kiện có nhiều liên kết hydro, kết cấu gel bền -Acid hoá, kiềm hoá nhẹ đưa pI làm gel tạo thành -Thêm chất đồng tạo gel (polysaccarit) để làm cầu nối hạt, tạo độ cứng, tăng độ đàn hồi 5.Khả tạo nhũ: Khả tạo nhũ protein liên quan đến tính chất bề mặt phân tử protein Nhũ tương hệ phân tán hai chất lỏng không trộn lẫn với Trong có chất dạng giọt nhỏ gọi pha phân tán, chất chiếm đa số gọi pha liên tục Hai pha không tan vào thường gặp nước dầu Trong phần lớn nhũ tương thực phẩm ta gặp nhũ tương D/N hay NID Nhiều sản phẩm thực phẩm nhũ tương: sữa (D/N), kem, phó mát, xúc xích (N/D) Nhũ tương hệ không bền Các giọt nhỏ có khuynh hướng họp lại với tạo thành giọt to hơn, cuối tách làm hai lớp Muốn cho nhũ tương bền, ta phải cho giọt nhỏ phân tán khó kết hợp lại với -Có cách tạo nhũ bền như: (1)Cho chất điện ly vô để giọt tích điện, đẩy Người ta thường dùng K2CO3 ,Na2CO3,… (2)Thêm chất hoạt động bề mặt có cấu trúc lưỡng cực để liên kết hạt háo nước kỵ nước,… Khả tạo nhũ protein liên quan đến tính chất này.Trong phân tử protein có nhóm nước vá nhóm kỵ nước, có khả vừa kết hợp với H 2O vừa kết hợp với hạt dầu, làm giảm sức căng bề mặt phân pha (3)Thêm chất cao phân tử có khả hoà tan pha liên tục polysaccarit để tăng độ nhớt pha liên tục, protein hấp phụ bề mặt phân chia pha Khi tạo thành độ nhớt, độ đàn hồi, độ cứng pha liên tục, nên giọt không hợp lại với Khi pH thích hợp có mặt protein có tác dụng ổn đònh nhũ Sự ion hoá mạch bên tạo lực đẩy tónh điện cho giọt không đến gần 6.Khả tạo bọt: 19 Bọt thực phẩm hệ phân tán bóng khí pha liên tục chất lỏng hay chất bán rắn, có chứa chất hoạt động hòa tan Sản phẩm thường gặp kem, bọt bia bánh mì,… Bọt thực phẩm thường chứa không khí hay CO 2, ép sát vào có hình đa diện.Lớp màng lỏng bao quanh bóng bột mỏng.Tuỳ theo độ bền màng, ta có hệ bền bọt hay không? Muốn hệ bền bọt, màng bao quanh phải không dễ vỡ, phải đàn hồi không thấm khí Protein bề mặt phân pha tạo cho màng tính chất có biến tính protein bề mặt Vì chất tạo bọt thực phẩm thường protein (lòng trắng trứng,soyaprotein, …).Người ta thường gia nhiệt sau tạo bọt để cố đònh hệ bọt (protein bò biến tính) 7.Hấp phụ: Do có bề mặt phân tử lớn,nên protein có trường lực phân tử lớn có khả hấp phụ chất K,L,R khác Thí dụ:Albumin (huyết thanh) hấp phụ chất béo Hồng huyết cầu (máu) hấp phụ O2,CO2 Tính chất ứng dụng thực tế sản xuất thực phẩm: Thí dụ:-Làm dung dòch siro cách cho lòng trắng trứng hay gelatin vào đồng thời gia nhiệt -Được dùng bổ sung mùi, màu cho sản phẩm Các chất thường có phân tử lượng thấp, dễ bốc hơi, nhờ có áp suất hấp phụ nên chúng ổn đònh sản phẩm 8.Khả tạo sợi: Khi protein bò biến tính duỗi mạch liên kết theo trục cố đònh, tạo sợi Để tăng độ bền vững cho sợi protein ổn đònh pI thường bổ sung thêm polysaccarit nước để tăng liên kết Khả tạo sợi protein ứng dụng thực phẩm, để biến loại protein có giá trò thương phẩm thấp thành protein có giá trò thương phẩm cao Tính chất Hóa học: 1.Tính điện ly lưỡng cực: Giống acid amin, phân tử protein chứa acid amin Vì acid amin tích điện protein tích điện Và tùy thuộc pH mà tích điện thay đổi Tồn pI điện tích protein không gọi pH đẳng điện protein Tuỳ thuộc acid amin mà pI vùng acid, trung tính hay kiềm Ứng dụng phương pháp điện di: tách protein giống tách acid amin Ứng dụng phương pháp sắc ký trao đổi ion: nhồi vào cột ionit Protein tích điện khác hấp phụ vào nhựa ionit với lực khác Sau dùng dung dòch có lực ion thay đổi để rửa giải Ví dụ: dung dòch NaCl có nồng độ thấp  tăng dần nồng độ (phương pháp rửa giải gradien nồng độ ) Có thể dùng phương pháp rửa giải gradien pH pI số protein khac nhau: Pepxin 1.0 Gelatin 4.9 Tripxin 10.5 Albumin trứng 4.6 Globulin 5.2 Citocrom 10.6 Cazein 4.7 Hemoglobin 6.8 Prolamin 12.0 Blb.huyết 4.9 Ribonucleaza 7.8 Ở pH < pI : protein tích điện dương 20 Ở pH < pI : protein tích điện âm Ở pH = pI : protein dễ dàng kết tụ lắng xuống Ứng dụng tách protein khỏi hỗn hợp 2.Phản ứng đặc trưng: dùng để đònh tính, đònh lượng protein Ngoài ba phản ứng đặc trưng acid amin ứng dụng để đònh lượng protein (phải thủy phân protein thành acid amin ) có phản ứng đặc trưng sau : (1)Phản ứng Biure: Đây phản ứng đặc trưng liên kết peptid Tất chất chứa từ hai liên kết peptid cho phản ứng Acid amin dipeptid không cho phản ứng Trong môi trường kiềm mạnh, liên kết peptid phân tử protein phản ứng với CuSO tạo thành phức màu tím hồng Phức có cực đại hấp thu 540 nm, cường độ màu tỉ lệ với nồng độ liên kết peptid  ứng dụng đònh lượng protein NH2 NH2 NH NH o 2+ t C=O C OH Cu C O C=O NH NH NH Cu NH3 C = O OH ) C OH C O NH2 NH2 NH NH Ure Dienol biure phức tím hồng Tương tự với protein: H H R2 H O C N CH C = N CH C N CH C N CH … O R1 O R3 H NaOH H R2 OH C=N CH C = N CH C = N CH C =N CH … OH R1 OH R3 CuSO4 + 2NaOH Cu(OH)2 + Na2SO4 R2 C= N CH C = N – R3 ∑ aaKTT R1 CH O O CH N C OH phức màu xanh tím C Cu N OH CH - R4 (4)Phản ứng Lowry: Là phản ứng biure cải tiến Dùng thuốc thử Folin chứa acid phosphomolybdid phosphowonframic Các chất mặt làm tăng phản ứng Biure, mặt phản ứng với gốc Tyr Trp phân tử protein.Tạo phức màu xanh, hấp thu cực đại bước sóng 750 nm Phương pháp có độ nhạy cao phát protein dung dòch nồng độ microgam/1cm3 Đặc biệt hữu hiệu với acid amin nhân thơm 21 Cường độ màu tùy thuộc loại protein mà cao hay thấp Cùng nồng độ cường độ màu tùy thuộc dung dòch protein khác sau: Tripxin > Hemoglobin > Gelatin (gấp lần gelatin) (nghèo acid amin nhân thơm ) Ngoài có số chất tăng hay giảm cường độ màu, muốn kết xác phải tinh protein trước Ví dụ: chất làm tăng cường độ màu: phenol,purin, pirimidin, acid uric, chất chứa nhóm _SH, số ion kim loại,… chúng phản ứng với thuốc thử Folin Các chất làm giảm cường độ màu : etanol, ete nồng độ cao 5% , aceton, Ba(OH)2 nồng độ > 1%, Cl3COOH, HclO4 trung hòa CHUYỂN HOÁ PROTEIN TRONG CƠ THỂ: Sự chuyển hóa Protein : Protein thức ăn vào thể tham gia trình chuyển hóa Sơ đồ tổng quát sau: TP gốc R Protein -acid amin - chuyển hoá amin gốc COOH (1) (2) gốc NH2 chuyển hóa sản phẩm cuối 1.Sự chuyển hoá Protein nhười động vật: Thức ăn vào dày thủy phân sơ enzym pepsin hoạt động, pH = 1.5  Niêm mạc dày tiết tiền enzym pepsinogen ( tiền enzym pepsin ) hoạt hóa nhờ dòch dày có HCl pH 1.5  2.2  pepsin hoạt động Pepsin,ph thấp Protein -thủy phân vài liên kết Chuỗi polypeptid + acid amin(ít) Ruột Khi đến ruột protein tiếp tục bò thủy phân hoàn toàn thành acid amin nhờ enzym tripsin, chimotripsin Ở ruột có tiền enzym tripsinogen, chimotripsinogen, proelataza, hoạt hóa phản ứng dây chuyền Pepsin tripsinogen -trysin enteropeptidaza(dòch tụy) trysin chimotripsinogen - chimotrypsin chimotrypsin procarboxylpeptidaza - carboxylpeptidaza proelataza - elataza Ở ruột xảy trình thủy phân Trypsin + chimotrypsin polypeptid -acid amin + peptid Sau enzym carboxylpeptidaza aminopeptidaza thuỷ phân peptid từ đầu carboxyl hay đầu amino peptid acid amin 22 Các acid amin hoạt hóa gắn vào enzym aminoacyl trans feraza (trung tâm hoạt động vitamin B1 ), vận chuyển acid amin qua thành ruột, vào mao mạch vào máu, theo máu tới quan Ở thực vật: -Cơ thể phát triển không ngừng -Quá trình chủ yếu tổng hợp acid amin protein, không phân giải, thủy phân Ở vi sinh vật: Trong môi trường giàu protein, vi sinh vật tiết proteaza ngoại bào thủy phân protein thành acid amin Acid amin có kích thước nhỏ, nên hấp thu qua màng tế bào vi sinh vật Ở nhờ enzym nội bào, trình sinh tổng hợp protein từ acid amin ngoại bào diễn Matë khác bên tế bào vi sinh vật xảy trình tự đổi Các proteaza tập trung bào quan, protein vi sinh vật tự thủy phân tham gia trình sinh tổng hợp Sự chuyển hóa Acid amin: Sau thủy phân hoàn toàn máu đưa đến quan Acid amin tham gia váo trình chuyển hoá: 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 tham gia 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 (1).Chuyển hóa acid amin theo –NH2: trình desamin hóa ( NH3 ), có kiểu Desamin hóa theo phản ứng thuỷ phân: R CH COOH + H20 NH2 R CH COOH + NH3 OH De samin hóa theo phản ứng khử: R—CH—COOH + H2 - R—CH—COOH + NH3 NH2 OH De samin hóa theo phản ứng o xy hóa: R—CH—COOH - R—C—COOH NH2 NAD N HOH - R—CO—CO OH + NH3 (NAD: nicotinamid dinucleotid) Desamin hóa theo phản ứng khử nội phân tử: R—CH—COOH - R—CH=COOH + NH3 NH2 (2).Chuyển hoá theo gốc –COOH: 23 a.Decarboxyl hóa: R—CH—COOH - R—CH2—NH2 NH2 (-CO2) b.Tạo adenylat: Hoạt hóa acid amin, cung cấp lượng cho acid amin sẵn sàng tham gia vào trình sinh tổng hợp O R—CH—COOH + ATP R—CH—C - AMP + P-P (pyrophotphat) NH2 NH2 ATP: adenosin triphotphat ( Aminoacyl adenylat) (3) Chuyển hóa qốc R: Tùy thuộc vào gốc R mà có phản ứng khác Thường phản ứng chuyền từ acid amin sang acid amin khác a.Tyr từ Phe: [O] C6H5CH2CHCOOH - HO—C6H4—CH2CHCOOH NH2 NH2 b Alanin từ pyruvic: COOH CONH2 CO OH CO OH C=O + CH2 - CH—NH2 + (CH2)2 CH3 CH2 CH3 CH—NH2 (acid pyruvic) CH—NH2 (Alanin) COOH COOH ( Acid glutamic) (Glutamin) c.Chuyển acid amin: Ceto acid A + acid aminB === acid aminA + cetoacidB R1—C—COOH + R2—CH—COOH - R1—C—COOH + R2—CH—COOH O NH2 NH2 O Sự chuyển hóa sản phẩm cuối: Sản phẩm cuối trình o xy hóa khử sinh học NH3,CO2 Nếu tích tụ thể, gây ngộ độc tế bào - chế tự giải độc NH3 thể (1)NH3: Ở động vật, NH3 tham gia vào trình tạo amid, kết hợp với cetoacid tạo acid amin mới: R—C—CO OH + NH3 - R—CH—CO OH NH2 R—CO OH R—CONH2 Ở thực vật: kết hợp acid hữu thành muối amon CO OH + 2NH3 - CO ONH4 CO OH CO ONH4 (2)CO2: thải trình hô hấp (3)Chu trình Ornithin: tổng hợp Ure Chuyển hóa NH3 CO2 NH2 NH3 + CO2 + ATP C=O OP carbamil(P) 24 NH2 C=O OP Carbamin (CH2)3 CH—NH2 CO OH NH2 (CH2)3 CH—NH2 CO OH CH—NH2 CO OH NH2 C=O NH2 Ure C=NH NH (CH2)3 CH—NH2 CO OH (thêm mũi tên) O=C—NH2 NH CH2 CO OH CO OH CO OH CHU TRÌNH ORNITHIN NH2 CH2 C=N—CH NH CO OH (CH2)3 NH2 CO OH furmaric CH CH CO OH CHUYỂN HOÁ PROTEIN TRONG CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN TP: Sự chuyển hóa trình chế biến: Có hai tượng thường xảy trình chế biến bảo quản a.Thủy phân: H+,OHProtein peptid - pepton aci amin Enzym H —C—N— + H2O - —CO OH + NH2— N H NH2—C—N—CO OH + H2O - NH2—CO OH + NH2—CO OH O Tác nhân H+, OH- : tìm mô mà cóp xuống Tác nhân sinh học: enzym proteaza Là chất xúc tác sinh học, thủy phân protein nhiệt độ thường, áp suất không khí pH trung tính  chi phí thiết bò thấp, độ sản phẩm cao Nhược điểm: cần chế phẩm enzym Do trình chế biến thủy phân protein, tùy vào yêu cầu mà người ta chọn tác nhân thủy phân.Thông thường dùng kết hợp H+  enzym hay OH-  enzym Trong dược phẩm, bắt buộc dùng enzym để đảm bảo độ tinh khiết Ứng dụng phản ứng thủy phân chế biến: Thủy phân hoàn toàn: protein acid amin (H+) 25 Sản xuất Magi (xì dầu ) ???, khô dầu Magi Tương : đậu nành -(xúc tác enzym) Nước mắm : cá -(xúc tác enzym) Philatob : gan, phế liệu ĐV (xúc tác enzym) Dòch truyền Thủy phân không hoàn toàn: Protein acid amin Nhằm nhận sản phẩm có cấu trúc mong muốn hay có mùi vò đònh Đậu hũ chao Cá - mắm b.Biến tính: Trong chế biến thực phẩm, biến tính protein nhằm mục đích có trạng thái cấu trúc mong muốn Protein lỏng - đông tụ(gel) Ví dụ: fromage,yaourt, đậu hũ Tạo độ xốp, độ đàn hồi, độ dai: bánh lan, bánh mì, chả Sự chuyển hóa trình bảo quản: a.Thủy phân: -Nếu sản phẩm có độ ẩm cao, có sẵn enzym thân hệ enzym vi sinh vật xâm nhập vào, ảnh hưởng pH, môi trường Protein - peptid + acid amin ( gây tượng đắng) Acid amin + đưòng - phản ứng Maillard ( tạo Melanoidin) phản ứng hóa nâu phi enzym tạo màu nâu, cho sản phẩm xy hoá Acid amin -NH2 R—CH—COOH NH3 R—CH—CO OH CO2 NH3 OH R—CH2NH2 R—C—COOH CO2 O R—CH2OH CO2 R—C=O H Các sản phẩm tạo thành dễ hoạt hóa, dễ kết hợp với chất khác tạo màu mùi không mong muốn gây độc cho sản phẩm Đối với protein phan tập từ acid amin + phi protein (L, G, màu,…) Khi thủy phân acid amin xong, phần phi protein bò thủy phân CH3 [O] CH3 Lipid N—CH3 O=N—CH3 CH3 CH3 Trimetyl amin Trymetyl oxyamin (mùi tanh, đặc trưng cá phân hủy) ????? ???? - ?????? Tryptophan Scatol Indol 26 (mùi khó chòu, độc) Cystein / CH3 CH2—OH Cystin / CH2 -CH2 Methionin / CH3 SH Ethyl mecaptid Mecaptoethanol ( mùi khó chòu đặc trưng cho sản phẩm phân hủy) Phosphoproteid H3PO4 - PH3 ( phosphil : gây mùi, độc ) Khống chế để bảo quản: Không có H2O Không tác nhân gây phản ứng thủy phân: H+,OH-,Enzym b Sự biến tính: Trong trình bảo quản biến tính protein gây ảnh hưởng đến hư hỏng thực phẩm: + Mất hoạt tính sinh học:chế phẩm enzym,yêu cầu phải có hoạt tính sinh học, sau thời gian bảo quản dần hoạt tính xúc tác + Mất tính hòa tan: sữa bột để lâu biến tính vón cục khó hòa tan + Gây đông tụ : trứng bảo quản lâu, bò đóng cục Sản phẩm có độ ẩm cao dễ bò biến tính + Protein thòt cá dễ biến tính luôn có enzym Catepsin xâm nhập enzym vi sinh vật  giảm, tính tạo gel tránh biến tính Khử enzym ( tia cực tím, nhiệt độ) Giảm độ ẩm (avv) ( sấy, lạnh đông, thêm chất hút ẩm: đường,muối) Bổ sung chất ức chế vi sinh vật Bổ sung tác nhân làm bền, VAI TRÒ CỦA PROTEIN: Vai trò sinh học: Protein thực phẩm thiếu tất thể sống (1)Xúc tác: Protein có chức xúc tác gọi enzym Hầu hết phản ứng sinh hóa thể sống enzym xúc tác (Hydrat hóa, khử carboxyl, chép di truyền,…) (2)Vận tải: Vận chuyển chất thể:Mioglobin (động vật xương sống) hemoxiamin (động vật không xương sống) kết hợp với O2, tải thể (3)Chuyển động: Những protein tham gia trực tiếp vào trình chuyển động như: co cơ, chuyển vò trí nhiễm sắc thể trình phân bào Sự co nhờ chuyển động trượt lên hai sợi protein, sợi to chứa Miozin, sợi mảnh chứa Actin, troponiozin, troponin (4)Bảo vệ: Protein cácloại kháng thể có khả nhận biết bắt giữ chất lạ xâm nhập vào thể protein lạ,vi rút, vi khuẩn, tế bào lạ loại trừ chúng khỏi thể Interferon chống nhiễm vi rút, pritein tham gia trình đông mấu giúp thể khỏi máu Ở số thực vật có số protein có độ độc động vật, bảo vệ thực vật khỏi phá hoại động vật 27 (5)Truyền xung thần kinh: Một số protein lại có vai trò trung gian vho đáp ứng hệ thần kinh kích thích Ví dụ:vai trò chất màu thò giác Rodopxin màng lưới mắt (6)Điều hòa: Điều hòa trình truyền thông tin di truyền, điều hòa trình trao đổi chất, protein hoocmon, protein ức chế đặc hiệu enzym (7)Kiến tạo chống đỡ sinh học: Đây protein dạng sợi sclerobin lớp vỏ côn trùng fibroin tơ tằm, tơ nhện, collagen, eslastin mô liên kết mô xương đảm bảo độ mềm dẻo xương (8)Dự trữ dinh dưỡng: Cung cấp acid amin cho thể Vai trò dinh dưỡng: Protein hợp phần chủ yếu, đònh toàn đặc trưng phần thức ăn Thiếu protein dẫn đến suy dinh dưỡng, sút cân, chậm lớn, giảm khả miễn dòch số bệnh Thiếu prtotein dẫn đến bất bình thường hoạt động số quan chức năng: gan, tuyến nội tiết, hệ thần kinh Thiếu protein làm thay đổi cấu tạo hình thài xương ( giảm lượng Ca, tăng lượng Mg ) Vai trò Công nghệ thực phẩm: Vai trò liên quan đến tính chất hóa lý học (1)Tạo cấu trúc, hình khối, tạo trạng thái cho sản phẩm thực phẩm: Ví dụ: có protein tơ cơ, thòt tạo cấu trúc gel giò lụa Ruột bánh mì xốp khả tạo bọt vá tính cố kết gliadin vá glutelin bột mì Nhờ protein hòa tan malt mà bọt CO2 bia bền Nhờ tính đặc biệt cazein sữa  sản xuất phomai Gelatin có khả tạo gel ( có da động vật ) bền tạo lớp màngmỏng gói kẹo hay bọc thuốc ăn (vào thể gel tan chảy thay đổi nhiệt độ) (2)Chất lượng thực phẩm: Acid amin + đường  sản phẩm màu nâu hương đặc trưng vỏ bánh mì Acid amin + polyphenol chè  mùi chè đặc trưng Có khả cố đònh đường DINH DƯỢNG PROTEIN: Nhu cầu dinh dưỡng Protein: Số lượng: Trong trình trao đổi protein, xảy đồng thời ba trình: Chuyển hóa thức ăn  acid amin ngoại sinh (acid amin không thay thế) Tự đổi protein thể  tự thủy phân  acid amin nội sinh Sinh tổng hợp acid amin từ chất khác ( glucid, lypid, khung C )  acid amin thay Dù cung cấp protein từ thức ăn hay không, ngày có khoảng 300  400 (g) protein tham gia phản ứng thủy phân tự đổi ¾ lượng protein tái tạo lại protein tế bào ¼ lại bò thoái hóa đào thải, chuyển sang dạng khác Do ngày 28 tối thiểu thể phải bổ sung số lượng protein lượng protein bò đào thải, để đảm bảo cân nitơ cho thể Thông thường, cần phải có 0.6  0.8 (g)/1kg thể trạng ngày Muốn cho thể phát triển lượng phải nhiều lần, thời kỳ phát triển thể Ví dụ: trẻ em nhỏ tháng tuổi cần 24g/kg thể trạng Chất lượng: Phải đầy đủ acid amin không thay ; tỷ lệ phải cân đối hài hòa Khi dư thừa hay thiếu hụt loại acid amin ảnh hưởng đến hấp phụ acid amin khác Ví dụ:Bảng tỷ lệ chuẩn để đánh giá protein có hoàn hảo hay không ( FAO :Food agriculture orgaizatian :nông lương quốc tế) ( WHO: world health organization:tổ chức y tế giới) (qua excel vẽ, chèn) Dựa vào tiêu chuẩn này,người ta đánh giá chất lượng loại protein Bắp : thiếu Lysin, Trypsin  ngăn cản hấp thu Leusin gây bệnh váng da Gạo: thiếu Lysin, Threonin Protein động vật thuộcloại hoàn hảo Trong protein sữa, trứnghoàn hảo, protein thòt cá hoàn hảo Protein thực vật: họ đậu protein tương đối hoàn hảo Protein ngũ cốc: hoàn hảo thực phẩm thiếu số acid amin  mức độ hấp thu protein ngũ cốc so với protein động vật đạt 50-60% (cao 70%) Phương pháp đánh giá giá trò dinh dưỡng Protein: Phương pháp hóa học: (1)Phân tích thành phần acid amin: ∑ aaKTT ; 1aa KTT ∑ aa ∑ a.aKTT Phương pháp xác tốn thời gian tốn tiền (2)Mức độ độc tính (3)Khả thủy phân: dùng enzym tiêu hóa xác đònh mức độ thủy phân ( thể) Phương pháp sinh học: (1)Hệ số hữu hiệu: PER: protein efficiency ratio Là tỉ lệ tăng trọng vật nuôi so với lượng protein sử dụng M tăng trọng PER = M protein (2)Giá trò sử dụng nguồn protein: NPU: net protein ultilization Protein đưa vào – Protein tiết NPU= -Protein đưa vào Hiện trạng dinh dưỡng Protein: 29 Ivivo : thể sinh vật Dùng phương pháp phân tư đánh dấu: so sánh lượng protein giữ lại thể với lượng protein đưa vào - Invitro: thể I pepsin digestion: xét khả tiêu hóa ( thủy phân) pepsin 3.Hiện trạng dinh dưỡng protein: Nguồn cung cấp: Lương thực: % protein lương thực thấp (