sự biến tính prôtêin bằng tác nhân vật lý

BƠ CƠNG THƯƠNG TRƯƠNG ĐAI HOC CƠNG NGHIÊP TP HCM VIÊN CN SINH HOC_THƯC PHÂM - TIÊU LN MƠN: Hoa Sinh Thưc Phâm ĐÊ TAI: SƯ BIÊN TINH PROTÊIN BĂNG TAC NHÂN VÂT LY Giang viên hương dân: THS Ngun Thi Trang A- SƠ LƯC VỀ SỰ CHUYỂN HOÁ PROTEIN TRONG CƠ THỂ : I Thuỷ phân protein Ở dày nhờ có môi trường HCl enzim pepsin, protein thức ăn bò thuỷ phân, tạo thành chủ yếu hỗn hợp polipeptit ( gọi pepton) Ở ruột, nhờ enzim pepsin, chimotripsin, cacboxipeptiđaza xúc tác cho trình thuỷ phân polipeptit thành hỗn hợp aminoaxit Các aminoaxit sinh hấp thụ qua thành ruột, theo máu gan, tới mô tế bào Một phần aminoaxit dùng để tái tổng hợp protein cho thể, phần khác phân giải để cung cấp lượng cho thể hoạt động II.Sự phân giải aminoacid Trong thể, aminoaxit bò phân giải qua phản ứng sau: Phản ứng desamin hoá( loại nhóm amino) a Phản ứng desamin hoá-oxi hoá Nhờ xúc tác enzym, nhóm amino bò loại khỏi phân tử aminoacid, tạo thành cetoacid amoniac: R CH COOH R C COOH + NH3 O O b Phản ứng trao đổi nhóm amino Nhờ tác dụng xúc tác enzym aminotranferase R CH NH2 COOH + R C O COOH enzim R C O COOH + 2R CH NH2 COOH Phản ứng descarboxyl hoá(loại nhóm carboxyl) Nhờ tác dụng xúc tác enzym descarboxylase, nhóm carboxyl bò loại khỏi phân tử aminoacid, tạo thành amin aminoacid (nếu descarboxyl hoá acid monoamino dicarboxylic) R CH COOH enzim R CH2 NH2 + CO2 NH2 III Các sản phẩm cuối phân giải aminoacid Quá trình phân giải aminoaxit tạo cetoacid, acid carboxylic amoniac Các cetoacid carboxylic tiếp tục tham gia vào chu trình Krep bò oxi hoá thành carbonic nước Như sản phẩm cuối phân giải aminoacid carbonic, nước amoniac Khí carbonic thải thể, nước tham gia vào trình trao đổi chung, amoniac(gây độc cho thể) chuyển hoá thành chất không độc ( glutamin, asparagin, ure) cách sau: 1.Amit hoá acid monoamino dicarboxylic Amoniac phản ứng với axit glutamic axit aspactic, tạo thành glutamin hay asparagin Thí dụ: HOOC CH2 CH2 CH H2N COO C O CH2 + NH3 CH2 + ATP CH COO +NH3 2.Ure hoá khí carbonic(tổng hợp ure) Glutaminsinteza 2+ Mg 2+ or Mn + ADP + Pv Amoniac phản ứng với khí cacbonic tạo thành ure theo chu trình gồm nhiều phản ứng, gọi chu trình ure Phương trình phản ứng tổng quát chu trình ure: NH3 + CO2 + ATP + H2O H2N C O NH2 + AMP + PP + Pv IV Sinh tổng hợp protein Một phần aminoacid dùng để tái tổng hợp protein cho thể Quá trình tổng hợp diễn chủ yếu riboxom tế bào, gồm giai đoạn: Giai đoạn hoạt hoá aminoaxit Xảy hai trình phản ứng , hai phản ứng cần enzim aminoaxyl-tARN xúc tác Mỗi aminoacid cần loại enzym tương ứng, 21 aminoaxit cần 21 enzim khác Nhờ tác dụng enzym, aminoacid kết hợp với ATP tạo aminoaxyl-AMPenzim có khả phản ứng cao: Aminoacid + ATP [Aminoaxyl-AMP-enzym] + PP Sau đó, aminoaxyl-AMP-enzym tương tác với tARN, tạo aminoaxyl-Tarn: [Aminoaxyl-AMP-enzim] + tARN Aminoaxyl-Tarn + AMP + enzym Giai đoạn khởi đầu tổng hợp polypeptide Nhờ mARN (tức ARN khuôn) bắt đầu xảy phản ứng tổng hợp “phức hợp” polypeptide từ aminoacid hoạt hoá Giai đoạn kéo dài chuỗi polipeptit Nhờ ARN khuôn mẫu, GTP yếu tố khác, phân tử aminoaxit thứ hai( hoạt hoá) tiếp tục gắn vào “phức hợp” đầu tiên(ở giai đoạn hai) Quá trình lặp lại với phân tử aminoacid Giai đoạn kết thúc tổng hợp protein Sau giai đoạn phát triển mạch kết thúc, chuỗi polipeptide vừa tao thành tARN tách rời khỏi riboxom Quá trình sinh tổng hợp protein xảy qua giai đoạn, với tốc độ nhanh Thí dụ để tổng hợp phân tử protein chứa khoảng 300 gốc aminoaxit khoảng 30 giây B – SỰ BIẾN TÍNH PROTEIN : I.Các biện pháp vật lý: Gia công học: - Nghiền khô bột protein hay protein cô đặc nhằm tạo bề mặt lớn, tăng khả hoà tan, hấp thụ nước, hấp thụ chất béo, tạo bọt - Đồng hóa huyền phù hay dung dòch protein (của sữa): lực cắt mạnh làm nát vụn tập hợp protein (micelle) thành đơn vò nên tăng khả nhũ hóa - Tạo bọt: lực cắt làm biến tính bề mặt tập hợp protein - Tạo bột nhão, tạo sợi, nấu đùn: lực cắt làm phân tử protein xếp lại, trao đổi cầu disulfur, tân tạo mạng lưới protein Động tác kéo vuốt, nhào trộn nhiều lần làm cho mạng protein, xoắn α bò phá hủy Xử lý nhiệt: Là công đoạn phổ biến quan cho sản phẩm thực phẩm Tuỳ mức độ gia nhiệt mà chất lượng thực phẩm tốt hay a Gia nhiệt nhiệt độ cao: * Gia nhiệt vừa phải: protein bò biến tính - Các độc tố có chất protein thực phẩm (enterodoxin Staphylococus aureces) hay chất kìm hãm enzym tiêu hóa (antitrypsin Kunitz Bowman hạt đậu tương) nguyên liệu độc tính - Chần nấu (khi đóng hộp rau quả) làm vô hoạt enzin (protein, polyphenoloxidase, lypoxydase) vốn tạo màu sắc, mùi vò xấu giảm hàm lượng protein thực phẩm - Các protein glyxinin đậu tương, ovalbumin, colagen dễ tiêu hóa mạch peptide duỗi ra, để lộ gốc acid amin tạo điều kiện tác dụng thuận lợi cho protease * Gia nhiệt 1000C: xảy phản ứng khí amin Tuy không ảnh hưởng đến giá trò dinh dưỡng xuất lại nhóm carboxyl làm thay đổi pI tính chất protein * Gia nhiệt kiểu trùng nhiệt độ 110 – 115 C: phần gốc cystein thòt, cá, sữa bò phá huỷ tạo thành H2S, acid cysteic, dimethylsulfur hợp chất bay khác làm cho sản phẩm có mùi đặc trưng * Gia nhiệt khan 200 0C (khi rán thòt, cá): Tryptophan bò vòng hóa tạo α, β ,γ - carbolin: CH3 R N NH2 H H α- carbolin N N N R H β- carbolin NH2 R γ- carbolin ( R = H hay CH CH ) ( R = H hay CH ) ( R = H hay ) * Gia nhiệt nhiệt độ cao 200 0C pH trung tính hay kiềm: - Thủy phân liên kết peptide đồng phân hóa gốc acid amin tạo hỗn hợp racemic Đồng phân D làm giảm giá trò dinh dưỡng 50%, giảm độ tiêu hóa protein (các liên kết peptide chứa D – acid amin khó bò thuỷ phân hơn), gây độc tỷ lệ với lượng hấp thu qua màng chắn ruột - Phá huỷ số acid amin: arginin chuyển thành ornitin, ure, citrulin amoniac, cystein chuyển thành dehydroalanin Trong môi trường kiềm: serin, threonin lysin bò phá huỷ - Tạo cầu nối đồng hóa trò lysinoalanin, ornitinoalanin, lantionin gốc dehydroalanin (DHA) mạch peptide với gốc lysin, ornitin, cystein mạch peptide khác Gốc DHA tạo phản ứng loại (khử) phosphoserin: O NH CH OH C β gốc cystein O NH C CH2 CH2 X X O C ( X làSH hoặ c NH C C +X - CH2 PO3H2 ) Mạch pepticle chứa gốc lysin, onitin, cystein kết hợp với mạch peptide chứa gốc DHA theo sơ đồ NH CH CO NH (CH2)4 NH2 CH CO gố c lysin CH2 CH2 NH SH gố c cystein CH2 CH CO NH CH CO NH CH CO NH CH CO NH CH CH CO (CH2)3 NH NH S CH2 CH2 CH2 NH CH CO cầ u ornitinalanin CO CH2 (CH2)4 NH CH CO cầ u lysinoalanin CO CH2 (CH2)3 NH2 gố c ornitin NH NH CH NH CH CO cầ u lationin Protein chứa cầu đồng hóa trò kiểu thường bò giảm giá trò dinh dưỡng Có thể dùng NH3 để hạn chế tạo cầu nối, nhiên việc xử lý kiềm xử lý nhiệt vừa phải tạo lượng nhỏ lysinoanilin đồng đẳng * Xử lý nhiệt thòt cá nhiệt độ cao nhiệt độ trùng tạo cầu đồng hóa trò kiểu isopeptide gốc lysin mạch peptide gốc glutamic hay aspartic mạch peptide khác HN CH (CH2)4 NH CO O C (CH2)2 CH NH C O cầ u isopeptide Về mặt dinh dưỡng: giảm độ tiêu hóa, hệ số sử dụng giá trò sinh học protein Mặt khác hiệu ứng không gian cấu glutamil – lysyl hay aspartyl – lysyl làm chậm trình tiêu hóa b Gia nhiệt có pH: - Gần pH: dung dòch protein đậm đặc tạo gel Nếu đun nóng kéo dài, số gel bò phá huỷ - Khi có mặt cation, đặc biệt Ca 2+ thuận lợi cho tập hợp, nhiệt độ tạo gel giảm, nhóm carboxyl bò ion hóa pH > pI Ca 2+ làm cứng gel hình thành nhiệt (gel đậu phụ) c Ở nhiệt độ thấp: - Protein có tỷ lệ acid amin kỵ nước / háo nước cao dễ bò biến tính nhiệt độ thấp - Ở nhiệt độ lạnh đông, số protein tập hợp kết tủa Ví dụ: actomiosin cá bò cứng giảm khả giữ nước, micelle casein sữa bò kết tủa, lòng đỏ trứng bò đặc tạo gel; chảy dòch gel sau bảo quản làm tan giá tăng tương tác protein – protein điều kiện lạnh đông d Sấy, phơi: Protein có độ xốp cao khử nước nhanh chóng dạng cách lấy thăng hoa hay sấy phun Vì tạo tập trung tối thiểu tiểu phần di chuyển tối thiểu muối glucid đến bề mặt sấy Tài liệu tham khảo Lê Ngọc Tú (chủ biên), Nguyễn Ngọc Cẩn, Bùi Đức Hợi, Lưu Duẩn, Ngô Hữu Hợp, Đặng Thò Thu Hoá học thực phẩm Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2003 Lê Ngọc Tú (chủ biên),La Văn Chứ, Đặng Thò Thu, Nguyễn Thò Thònh, Bùi Đức Hợi, Lê Doãn Diên Hoá sinh công nghiệp Nhà xuất khoa hoc kỹ thuật, 2004 Đặng Văn Liễu, Nguyễn Văn Tòøng Cơ sở hoá học hữu (tập 3) Nhà xuất giáo dục, 2001  ... nhóm amino Nhờ tác dụng xúc tác enzym aminotranferase R CH NH2 COOH + R C O COOH enzim R C O COOH + 2R CH NH2 COOH Phản ứng descarboxyl hoá(loại nhóm carboxyl) Nhờ tác dụng xúc tác enzym descarboxylase,... tARN tách rời khỏi riboxom Quá trình sinh tổng hợp protein xảy qua giai đoạn, với tốc độ nhanh Thí dụ để tổng hợp phân tử protein chứa khoảng 300 gốc aminoaxit khoảng 30 giây B – SỰ BIẾN TÍNH... hủy Xử lý nhiệt: Là công đoạn phổ biến quan cho sản phẩm thực phẩm Tuỳ mức độ gia nhiệt mà chất lượng thực phẩm tốt hay a Gia nhiệt nhiệt độ cao: * Gia nhiệt vừa phải: protein bò biến tính -