HÓA HỌC THỰC PHẨM TỔNG QUAN VỀ PROTEIN SỮA

Vì vậy hầu như mỗi ngày chúng ta đều phải cung cấp cho cơ thể một lượng protein nhất định cùng nhiều dưỡng chất khác giúp cơ thể duy trì hoạt động sống.. Nghiên cứu sâu hơn về protein sữ

Mở đầu

Nhắc đến protein - hay còn gọi đạm - là một thành phần không thể thiếu trong mọi cơ thể sống Đối với con người, protein giúp hình thành duy trì và thay thế các tế bào trong

cơ thể Thành phần protein chiếm tới 50% khối lượng khô của tế bào và là vật liệu cấu trúc của tế bào Vì vậy hầu như mỗi ngày chúng ta đều phải cung cấp cho cơ thể một lượng protein nhất định cùng nhiều dưỡng chất khác giúp cơ thể duy trì hoạt động sống

Và như ta đã biết trong bữa ăn hàng ngày những thực phẩm quen thuộc giúp ta cung cấp protein đó là các loại thịt, cá, các loại sò, trứng, hay các loại hạt Một sản phẩm nữa tuy không có mặt nhiều trong bữa ăn như các loại thịt cá trứng nhưng cũng là nơi cung cấp nguồn protein tuyệt vời Đó là sữa

Nghiên cứu sâu hơn về protein sữa sẽ giúp ta hiểu được thành phần, tính chất cũng như ứng dụng của protein sữa trong sản xuất và chế biến lương thực thực phẩm

1 Tổng quan về protein sữa

Sữa là chất lỏng sinh lý do các tuyến sữa tổng hợp được từ các chất trong máu, được tiết

ra từ tuyến vú của động vật Sữa có đầy đủ dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của cơ thể vì vậy từ lâu người ta đã xem đây là một thực phẩm bổ dưỡng cho cơ thể nhất là đối với trẻ sơ sinh Bên cạnh chất béo, vitamin, gluxit thì protein cũng được cho là một thành phần quan trọng trong sữa

Có rất nhiều lại sữa khác nhau như sữa bò, sữa dê hay sữa mẹ Hàm lượng protein trong các loại sữa song cũng khác nhau nhưng mức độ chênh lệch không nhiều, chúng thường nằm khoảng 3.0-4.6%

Sữa chứa khá nhiều các loại protein khác nhau Và để tiện cho việc nghiên cứu người ta

đã phân loại các protein đó theo nhiều cách dựa vào tính chất hóa học hay vật lý Thông thường nhất sữa được phân làm 2 loại chính:

 Casein: là phần váng sữa

 Whey protein: là phần chất lỏng còn lại sau khi tách phần váng sữa

Ảnh: Sản phẩm sữa bò tươi của công ty Vinamilk

2 Casein

2.1 Định nghĩa casein

Casein là một nhóm protein chủ yếu trong sữa bao gồm các protein không tan Casein

có mặt trong tất cả các sữa động vật bao gồm cả sữa người Các casein chứa nhiều acid amin cần thiết với số lượng và hàm lượng khác nhau Một số nhóm chức thường thấy trong casein như: -COOH, =NH, -OH, -HS, -NH-CO,… Trong đó nhóm –COOH (nhóm cacboxyl) và nhóm –NH2 (nhóm amin) là quan trọng nhất vì các nhóm này ở trạng thái

tự do và quyết định tính chất hóa học của casein Đặc biệt trong casein có nhiều glyxin, glutamic và một lượng thấp cysteine

Casein được coi là chất điện ly lưỡng tính đa hóa trị có khả năng tạo ra hàng loạt các hợp chất khi tác dụng với axit, bazơ, kim loại, aldehyt…

Casein dễ dàng tham gia phản ứng với các kim loại kiềm, kiềm thổ như K, Na, Mg để tạo thành caseinat tan trong nước Độ liên kết của các nguyên tử kim loại với casein và

độ hòa tan casein tỷ lệ nghịch với nhau

2.2 Cấu trúc casein

Casein được chia làm 4 nhóm:  casein (45-55%),  casein (25-35%),  casein (8-15%) Mỗi loại có nhiều dạng và hình thù đặc trưng

Phân tử  casein gồm 2 loại:

 αS1-casein có 199 gốc acid amin với một đầu ưa nước và 1 đầu kỵ nước

 αS2 -casein có 207 gốc acid amin, có tính ưa nước cao nhất do chứa nhiều nhóm photphat và gốc cation

-casein có 209 gốc casein, có tính ưa béo nhất

Điểm giống nhau ở -casein và -casein là chúng đều là các axit amin được este hóa thành axit photphoric Sau đó, axit photphoric lên kết với canxi (có nhiều trong sữa) hình thành nên liên kết nội phân tử và ngoại phân tử

-casein có 169 gốc acid amin nhưng chỉ chứa 1 gốc phosphoryl và có tính lưỡng cực Đầu amino của phân tử protein thì ưa béo còn đầu carboxyl - nơi liên kết với nhóm glucid- thì ưa nước

Do có nhiều nhóm phosphate và những nhóm kỵ nước trong phân tử casein, các phân tử polymer được hình thành rất chặt và bền Chúng hình thành nên dung dịch keo, tạo màu trắng của sữa Phức hợp này được gọi là canxi photphat caseinat hay micelle casein Kích thước của một micelle vào khoảng 0,0004 mm

3.Whey protein

3.1 Định nghĩa whey protein

Whey protein là thuật ngữ thường được dùng như là một từ đồng nghĩa với protein huyết thanh của sữa Nếu như Casein rất dễ kết tủa khỏi sữa chủ yếu do men dịch vị hay ở độ

pH thấp, thì protein huyết thanh luôn hòa tan trong dung dịch Những protein huyết thanh thể cầu biến tính khi tăng nhiệt vừa phải, trong khi casein lại khá bền nhiệt

Whey protein được xem là protein hoàn hảo với chất lượng cao, nó chứa một lượng lớn các acid amin không thay thế, do đó nó được xem là tiêu chuẩn vàng trong việc đánh giá chất lượng của protein

3.2 Cấu trúc whey protein

Whey protein đươc cấu tạo chủ yếu gồm 4 thành phần: -lactabumin, -lactoglobutin, Immunoglobulins, và lactoferrin

 -lactabumin: là một whey protein đặc trưng có trong sữa mọi động vật có vú và đóng vai trò quan trọng trong quá trình tổng hợp latose (đường sữa)

 -lactoglobutin: là đạm sữa lớn của sữa bò và cũng là thành phần khá phổ biến trong các loài động vật có vú khác

 Immunoglobulins: được tìm thấy trong máu hoặc chất dịch cơ thể của động vật

có xương sống, đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ động vật sơ sinh cũng như con người chống lại vi khuẩn và bệnh tật

 Lactoferrin có mặt trong sữa bò và một trong sữa của một số loài động vật khác Lactoferrin có chức năng vận chuyển sắt, từ đó làm giảm trở ngại liên quan đến thiếu máu, cải thiện miễn dịch ở động vật đang bú sữa Ngoài ra còn có khả năng kháng khuẩn, kháng virus, kháng nấm, kháng viêm, chống oxi hóa

4 Sự khác nhau giữa đạm whey và đạm casein

Đạm whey hay còn gọi là “protein ban ngày” có đặc điểm là dễ hòa tan giải phóng acid amin nhanh chóng, nên được hệ tiêu hóa hấp thụ thẳng vào máu (thể hiện bằng thời gian lưu lại trong dạ dày ngắn), và đi thẳng tới các bộ phận trong cơ thể (cơ bắp, trí não, ), cung cấp cho các tế bào nguyên liệu để tổng hợp protein nhanh chóng giúp sửa chữa những phần cơ bắp mất đi sau khi làm việc Điều đó giúp phục hồi sức khỏe sau thời gian làm việc, học tập, vui chơi mệt mỏi cũng như thúc đẩy sự tăng trưởng và phát triển của cơ thể

Sự khác biệt giữa đạm whey và đạm casein chính là khả năng hòa tan của chúng hay thời gian dạ dày cần để tiêu hóa nó Casein có đặc tính vón cục nên giải phóng acid amin

cho cơ thể chậm hơn đạm whey, thời gian lưu trữ ở dạ dày lâu hơn nên tốc độ hấp thu

vào máu cũng chậm hơn và khả năng phục hồi sức khỏe cũng chậm hơn đạm whey

Tuy vậy đạm casein không có nghĩa là không tốt mà có lợi khi lượng acid amin được

giải phóng và hấp thu vào máu từ từ, sẽ giữ cho nồng độ acid amin trong máu hằng định

khi xa bữa ăn, đảm bảo việc cung cấp protein ổn định cho cơ thể Đặc biệt vào ban đêm

khi cơ thể chúng ta nghỉ ngơi để hồi phục sau những căng thẳng ban ngày Đa số các cơ

bắp sẽ được sửa chữa và tái sinh khi bạn đang ngủ Bằng cách dùng đạm casein trước

khi đi ngủ, cơ thể sẽ được cung cấp năng lượng liên tục do sự phân giải chậm của

protein casein Casein còn được gọi là “protein ban đêm”

Như vậy đạm casein và đạm whey đều có giá trị gần tương đương như nhau, nếu đạm

whey giúp cho cơ thể phục hồi sức khỏe nhanh chóng thì đạm casein giúp cơ thể phục

hồi sức khỏe sau 1 ngày hoạt động

5 Hàm lượng protein trong một số loại sữa

Loại sữa Protein (%) Casein (%) Whey (%) Casein : Whey

Tỉ lệ casein trong tổng protein sữa (%)

Bảng 1: Tỷ lệ protein, casein và whey của một loài động vật có vú

Quan sát bảng trên ta thấy, ngoại trừ sữa mẹ, đa phần các loại phổ biến như sữa bò, sữa

dê hay sữa trâu đều có hàm lượng casein nhiều hơn hàm lượng whey Vì thế các loại sữa

bò, sữa trâu, sữa dê, sữa cữu được gọi là sữa casein, còn sữa mẹ gọi là sữa

albumin.Casein là loại protein có nhiều nhất trong sữa Casein vốn có đặc tính không hóa tan nên giúp duy trì sự cân bằng và tạo nên nguồn cung cấp amino acid đều đặn trong thời gian dài

Sữa bò hiện là loại sữa được cho là thông dụng nhất hiện nay Không chỉ hàm lượng protein cao, sữa bò còn có nhiều thành phần dinh dưỡng có lợi khác Bên cạnh đó sữa

dê cũng có giá trị dinh dưỡng khá cao Một số nghiên cứu cho rằng uống sữa dê sẽ dễ tiêu hóa hơn, phù hợp cho trẻ nhỏ cũng như cho những người có sức khoẻ yếu hoặc đang dưỡng bệnh Sữa dê cũng có lợi thế khi nói đến dị ứng Sữa dê chỉ chứa một lượng rất nhỏ của một protein casein gây dị ứng, alpha-S1, được tìm thấy trong sữa bò Casein trong sữa dê giống với sữa mẹ hơn, nhưng cả sữa bò và sữa dê đều chứa hàm lượng tương đương nhau của một protein gây dị ứng khác là beta lactoglobulin

Mặc dù giữa sữa dê và sữa bò có sự khác biệt nhất định về một số thành phần và nguyên

tố, và sữa dê cũng không thể thay thế hoàn toàn sữa bò Nhưng với những giá trị dinh dưỡng đặc biệt của nó, sữa dê được xem như là một loại thực phẩm quý giành cho trẻ

em và người ốm, người có cơ địa đặc biệt Bởi vì nó dễ tiêu hoá hơn nhiều so với sữa bò,

ít gây dị ứng hơn Đồng thời, sữa dê cũng làm phong phú hơn cho thị trường sản phẩm dinh dưỡng giúp người tiêu dùng có thêm sự lựa chọn tối ưu nhất cho gia đình mình

Ảnh: Một thương hiệu sữa dê của Anh quốc

Sữa mẹ tuy chứa ít protein hơn so với sữa bò hay sữa dê nhưng thành phần trong protein của sữa mẹ lại cân bằng và dễ tiêu hóa hơn đối với trẻ Theo các chuyên gia y tế khuyến cáo các sản phẩm dinh dưỡng chứa đạm cho cơ thể người nên dựa vào tỷ lệ casein:whey của sữa mẹ Sữa mẹ được đánh giá là chỉ tiêu vàng

về các chất dinh dưỡng dành cho trẻ nhỏ trong những năm đầu đời và đặc biệt là hàm lượng đạm trong sữa mẹ Sữa mẹ cũng đáp ứng nhu cầu protein duy nhất mà bé cần và bảo vệ thận còn non nớt chưa hoàn thiện của em bé, bé sẽ không bao giờ gặp phải tình trạng khó tiêu hóa như khi dùng sữa công thức Đây là những phân tử protein giúp tăng cường tiêu hóa và hấp thu các chất dinh dưỡng, kích thích tăng trưởng và phát triển và chống lại nhiễm trùng

6 Ứng dụng của protein sữa trong sản xuất và chế biến thực phẩm

Casein có đầy đủ các loại axit amin cần thiết nên có giá trị dinh dưỡng cao và là nguồn acid amin chủ yếu xây dựng cơ thể động vật non

Casein trong sữa mẹ là nguồn cung cấp acid amin cho trẻ em Casein trong sữa mẹ giúp ngăn chặn bệnh tiêu chảy, nhiễm trùng hô hấp, viêm tai, dị ứng,…

Khả năng đông tụ tốt của casein được sử dụng để làm kem

Casein và các nhóm cacbonhydrat của nó rất quan trọng trong sản xuất phomat, sữa, sữa chua, bơ…

Bột casein protein và whey protein là chất dinh dưỡng bổ sung thường được sử dụng bởi những người thể dục và tập thể hình chuyên nghiệp để giúp họ đạt được khối lượng cơ bắp

Ảnh: Một thương hiệu sữa cừu của Hàn quốc

Ảnh: Thực phẩm dinh dưỡng bổ sung đạm whey và casein dành cho người tập thể hình

Hết.