Đang tải... (xem toàn văn)
Bài tiểu luận Phương pháp tạo cấu trúc gel của các protein trong các thực phẩm giàu protein giới thiệu đến các bạn những nội dung về định nghĩa protein, phân biệt một số hiện tượng tương tự với sự tạo gel, gel protein, các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo gel,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung bài tiểu luận để có thêm tài liệu phục vụ nhu cầu học tập và nghiên cứu.
BỘ CƠNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM TIỂU LUẬN MƠN HỌC HĨA HỌC THỰC PHẨM ĐỀ TÀI: PHƯƠNG PHÁP TẠO CẤU TRÚC GEL CỦA CÁC PROTEIN TRONG CÁC THỰC PHẨM GIÀU PROTEIN GVHD: LÊ THỊ THÚY HẰNG Thực hiện: NHĨM: 5 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, THÁNG 9 NĂM 2015 PHƯƠNG PHÁP TẠO CẤU TRÚC GEL DANH SÁCH NHĨM STT TÊN THÀNH VIÊN MSSV LÝ THỊ HƯƠNG 2008130148 PHẠM THỊ KIM LIÊN 2008130107 NGUYỄN THỊ NHÃ UYÊN 2005140715 NGUYỄN THỊ NGỌC HUYỀN 2005140225 Nhóm 5 2 PHƯƠNG PHÁP TẠO CẤU TRÚC GEL Mục lục Nhóm 5 3 PHƯƠNG PHÁP TẠO CẤU TRÚC GEL LỜI MỞ ĐẦU Từ lâu thực phẩm đã là phần khơng thể thiếu trong đời sống con người. Cùng với tính thiết yếu đó ngành cơng nghiệp thực phẩm đã ra đời và phát triển với mục đích là tạo nên nhưng sản phẩm thực phẩm dinh dưỡng, an tồn để phục vụ con người. Sự phát triển của khoa học nói chung và khoa học ứng dụng trong thực phẩm nói riêng đã cho chúng ta có những hiểu biết sâu sắc về hợp phần, cấu trúc, biến đổi trong q trình chế biến và sử dụng thực phẩm Mà trong đó cấu trúc sản phẩm là 1 yếu tố trước tiên tác động lên con người khi tiếp xúc với sản phẩm thực phẩm. Trong các cấu trúc của thực phẩm, cấu trúc gel là 1 cấu trúc quen thuộc và có rất nhiều sản phẩm thực phẩm có cấu trúc này như giò, phomat …Bài tiểu luận này trình bày về cấu trúc gel và ứng dụng của nó trong thực phẩm Nhóm 5 4 PHƯƠNG PHÁP TẠO CẤU TRÚC GEL I. ĐỊNH NGHĨA PROTEIN Protein là những đại phân tử được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân mà các dơn phân lá axit amin. Chúng kết hợp với nhau thành một mạch dài nhờ các liên kết peptide (gọi là chuỗi polypeptide). Các chuỗi này có thể xoắn cuộn hoặc gấp theo nhiều cách để tạo thành cấu trúc khơng gian khác nhau của protein II. PHÂN BIỆT MỘT SỐ HIỆN TƯỢNG TƯƠNG TỰ VỚI SỰ TẠO GEL Ta cũng cần phân biệt sự tạo gel với các hiện tượng khác tương tự, trong đó cũng có sự giảm mức độ phân tán của dung dịch protein như sự liên hợp, sự tập hợp, sự trùng hợp, sự kết tủa, sự kết tụ và sự đơng tụ Các phản ứng liên hợp protein thường có quan hệ với các biến đổi mức dưới đơn vị hoặc ở mức phân tử trong khi đó các phản ứng trùng hợp hóa hoặc tập hợp hóa lại tạo ra các phức hợp có kích thước lớn Sự kết tủa protein lại bao hàm tất cả các phản ứng tập hợp có thể dẫn đén mất tồn phần hoặc mất tồn bộ độ hòa tan Khi protein khơng bị biến tính nhuwg do giảm lực tĩnh điện giữa các mạch mà dẫn đến các phản ứng tập hợp khơng trật tự thì sẽ gây ra hiện tượng kết tụ Các phản ứng tập hợp khơng trật tự xảy ra do biến tính và các phản ứng tập hợp xảy ra do tương tác protein – protein chiếm ưu thế so với các tương tác protein – dung mơi sẽ dẫn đến một khối lượng lớn và thơ, gọi là sự đơng tụ Nhóm 5 5 PHƯƠNG PHÁP TẠO CẤU TRÚC GEL III. GEL PROTEIN 3.1.Định nghĩa Khi các phân tử protein bị biến tính tập hợp lại thành một mạng lưới khơng gian có trật tự thì hiện tượng đó được gọi là sự tạo gel Biến tính protein là sự thay đổi thuận nghịch hay khơng thuận nghịch cấu trúc khơng gian ban đầu của protein nhưng khơng làm biến đổi các liên kết hóa trị trong phân tử (trừ liên kết disulfide). Khả năng tạo gel của protein là một tính chất rất quan trọng của nhiều hệ thống protein và đóng vai trò chủ yếu trong việc tạo cấu trúc hình thái. Do đó, nó cũng là cơ sở để chế tạo ra nhiều sản phẩm thực phẩm. Phomat, giò, gel gelatin đậu phụ, bột nhào làm bánh mì, các thịt giả từ protein thực vật (được kết cấu bằng cách đùn hoặc kéo sợi) là những sản phẩm có cấu trúc gel Khả năng tạo gel của protein được sử dụng để tạo độ cứng, độ đàn hồi cho một số thực phẩm để cải biến khả năng hấp thụ nước, tạo độ dầy, tạo lực liên kết (bám dính) giữa các tiểu phần cũng như làm bền các nhũ tương và bọt 3.2.Điều kiện tạo gel Sự gia nhiệt, trong đa số trường hợp là rất cần thiết cho sự tạo gel.Việc làm lạnh sau cần thiết đôi axit hóa nhẹ nhàng có ích.Thêm muối (đặc biệt là ion canxi) có thể cũng cần, hoặc tăng tốc độ tạo gel hoặc để tăng độ cứng cho gel Nhóm 5 6 PHƯƠNG PHÁP TẠO CẤU TRÚC GEL Nhiều protein có thể tạo gel khơng cần gia nhiệt mà chỉ cần một sự thủy phân enzyme vừa phải, một sự thêm đơn giản các ion canxi, hoặc một sự kiềm hóa kèm theo trung hòa đưa pH đến điểm đẳng điện (sản xuất đậu phụ) Nhiều gel cũng có thể tạo ra từ protein dịch thể (lòng trắng trứng, dịch đậu tương), từ các protein khơng tan hoặc ít tan phân tán trong nước hoặc trong muối (collagen, protein tơ cơ, isolate (dịch đậm đặc đậu tương) tùng phần hoặc tồn bộ biến tính. Như vậy độ hòa tan của protein khơng phải ln ln cần thiết cho sự tạo gel 3.3.Cơ chế tạo gel Nhiều nghiên cứu đã chỉ rõ rằng cần phải có giai đoạn biến tính và giãn mạch xảy ra trước giai đoạn trật tự giữa protein – protein và tập hợp phân tử Khi protein bị biến tính các cấu trúc bật cao bị phá hủy, liên kết giữa các phân tử bị đứt, các nhóm bên của axit amin trước ẩn phía trong thì bây giờ xuất hiện ra ngồi.Các mạch polymer bị duỗi ra, gần nhau, tiếp xúc với nhau và liên kết với nhau thành mạng lưới khơng gian ba chiều mà mỗi vị trí tiếp xúc mạch là một nút. Các phần còn lại hình thành mạng lưới khơng gian vơ định hình, rắn, trong đó có chứa đầy pha phân tán là nước Nhóm 5 7 PHƯƠNG PHÁP TẠO CẤU TRÚC GEL Khi nồng độ tăng thì khả năng gel hóa tăng vì số những vị trí tiếp xúc để tạo ra nút mạng lưới tăng lên. Nồng độ protein càng lớn thì các hạt tiếp xúc trực tiếp khơng qua một lớp nào của mơi trường phân tán và khối gel càng dề vì ở những vị trí đặc biệt ở đầu nút Nút mạng lưới có thể tạo ra do tương tác giữa các nhóm ưa béo. Khi các nhóm này gần nhau, tương tác với nhau thì hình thành ra các liên kết ưa béo, lúc này thì cá phân tử nước bao quanh chúng bị đẩy ra và chúng có khuynh hướng như tụ lại. Tương tác ưa béo được tăng cường khi tăng nhiệt độ, làm các mạch polypeptit xít lại gần nhau hơn do đó khối gel cứng hơn Nút mạng lưới cũng có thể tạo ra do cá liên kết hydro giữa các peptit với nhau. Nhiệt đọ càng thấp thì các liên kết hydro càng được tăng cường và củng cố vì càng có điều kiện để tạo ra nhiều cầu hydro. Liên kết hydro là liên kết yếu, tạo ra một độ linh động nào đó giữa các phân tử đối với nhau, do đó làm cho gel có một đọ dẻo nhất định. Các mắt trong gel gelatin chủ yếu là do các liên kết hydro. Khi gia nhiệt các liên kết hydro bị đứt và gel sẽ nóng chảy ra.khi đẻ nguội liên két tái hợp và gel lại hình thành Tham gia tạo ra các nút lưới trong gel cũng có thể do các liên kết tĩnh điện, liên kết cầu nối giữa các nhóm tĩnh điện ngược dấu hoặc do liên kết giữa các nhóm tĩnh điện cùng dấu qua các ion đa hóa trị như ion canxi chẳng hạn. Còn Nhóm 5 8 PHƯƠNG PHÁP TẠO CẤU TRÚC GEL các mắt lưới còn có thể do các liên kết đissulfua tạo nên. Trong trường hợp này sẽ tạo cho gel có tính bất thuận nghịch bởi nhiệt, rất chắc và bền Các protein cũng có thể tạo gel bằng cách cho tương tác với các chất đồng tạo gel như các polysacarit, làm thành cầu nối giữa các hạt do đó gel tạo ra có độ cứng và độ đàn hồi cao hơn. Cũng có thể them các chất alginate hay pectinat tích điện âm và gelatin tích điên dương để tạo ra tương tác ion khơng dặc hiệu giữa các chuỗi peptit do đó sẽ tạo cho gel có nhiệt đọ nóng chảy cao (800C) Khi đi từ dung dịch protein, các giai đoạn đầu của q trình tạo gel bằng nhiệt có thể như sau: 1/ phân li thuận nghịch cấu trúc bậc bốn thành các đơn vị hoặc monomer 2/ biến tính khơng thuận nghịch các cấu trúc bậc hai và ba (sự giãn mạch vẫn cò là từng phần): Trong đó PN: protein tự nhiên PD: protein đã bị biến tính n: số đã biết Nhóm 5 9 PHƯƠNG PHÁP TẠO CẤU TRÚC GEL IV. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN Q TRÌNH TẠO GEL 4.1.Kiểu protein: Protein cơ ở các vị trí khác nhau, khi tạo gel cho cấu trúc khác nhau. Chẳng hạn, gel từ myosin ở cơ ức gà độ bền cao hơn ở cơ đùi gà. Gel từ myosin cơ thịt đỏ có cấu trúc tốt hơn cỏ thịt trắng 4.2.Nồng độ protein: quyết định độ bền và khả năng giữ nước của gel. Nồng độ protein càng cao, gel càng cứng và bền.nếu nồng độ q thấp, có khả năng gel khơng hình thành 4.3.Nhiệt độ: nhiệt độ thấp → tạo nhiều liên kết hydro ⇒ gel bền hơn 4.4.Các yếu tố khác – Axit hóa hoặc kiềm hóa nhẹ → pH ≈ pI ⇒ gel tạo thành chắc hơn – Các chất đồng tạo gel như các polysaccharide làm cầu nối giữa các hạt ⇒ gel có độ cứng và độ đàn hồi cao hơn V. ỨNG DỤNG CẤU TRÚC GEL TRONG SẢN PHẨM THỰC PHẨM Có rất nhiều sản phẩm thực phẩm có cấu trúc gel, được sản xuất từ nhiều loại ngun liệu khác nhau như thịt cá sữa… làm cho các sản phẩm này tăng cao về khả năng hấp thụ của cơ thể, về tính chất cảm quan,… 5.1.Sản xuất phomat từ ngun liệu sữa Nhóm 5 10 PHƯƠNG PHÁP TẠO CẤU TRÚC GEL Sự đơng tụ sữa bằng renin là quan trọng nhất, đây là q trình tạo cấu trúc gel cho sản phẩm.kết quả của q trình này là sự đơng tụ tạo thành canxi paracaseinat –dưới dạng gel 5.2.Sản xuất giò lụa Gel protein từ thịt Khả tạo gel bởi nhiệt protein myofibril (tơ cơ), thêm sự có mặt của muối trung tính. Nhóm 5 11 PHƯƠNG PHÁP TẠO CẤU TRÚC GEL 5.3.Sản xuất đậu hủ Gel từ protein đậu nành, tạo cấu trúc gel đặc trưng nhờ nước chua tự nhiên, muối MgCl2, CaCl2, CaSO4, axit lactic, axit acetic… Nhóm 5 12 PHƯƠNG PHÁP TẠO CẤU TRÚC GEL VI. CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM 1. Điền vào ô trống: Khi protein bị biến tính tập hợp lại thành mạng lưới khơng gian………………… thì hiện tượng đó được gọi là sự tạo gel A Hổn độn B. Có trật tự C. 3 chiều D. Khơng trật tự 2. Nút mạng lưới được tạo ra do các liên kết hydro giữa các gốc aa với nhau giúp cho gel có dặc điểm gì? A. Khối gel trở nên cứng hơn C. Gel có một độ dẻo nhất định B. Gel rất chắc và bền D. Gel mềm hơn 3. Gel từ myosin cơ thịt đỏ và cơ thịt trắng thì cái nào có cấu trúc tốt hơn? A. Thịt đỏ B. Thịt trắng 4. Nồng độ của protein có ảnh hưởng gì trong q trình tạo gel? A. Quyết định đến dộ bền C. A, B đều đúng B. Khả năng giữ nước của gel D. A, B điều sai 5. Đố với gel hình thành nhờ liên kết hydro thì ở nhiệt độ nào gel bền hơn? A. Thấp B. Cao Nhóm 5 13 PHƯƠNG PHÁP TẠO CẤU TRÚC GEL 6. Các nút mạng lưới được tạo ra do tương tác kỵ nước (ưa béo) giúp cho các polypeptide? A. Cách xa nhau hơn C. Tách rời nhau ra B. xít lại gần nhau hơn D. Tất cả đều sai 7. Các mắt lưới được tao ra do các liên kết disulfua giúp cho gel có đặc điểm gì? A. Cứng hơn C. D ẻo h ơn B. Chắc hơn D. Chắc và bền 8. Việc them muối của các ion đa hóa trị (Ca2+) có tác dụng gì? A. Tăng tốc độ tạo gel C. Tăng độ dẻo cho gel B. Tăng độ cứng cho gel D. cả A, B đều đúng Nhóm 5 14 PHƯƠNG PHÁP TẠO CẤU TRÚC GEL TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Ngọc Tú(chủ biên), Bùi Đức Hợi, Lưu Duẩn, Ngơ Hữu Hợp, Dặng Thị Thu, Nguyễn Trọng Cẩn – Hóa học thực phẩm – nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội – 2013 Lê Ngọc Tú (chủ biên), Lưu Duẩn, Đặng Thị Thu, Lê Thị Cúc, Lâm Xn Thanh, Phạm Thu Thùy – Biến hình sinh học các sản phẩm từ hạt – Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội – 2000 Lâm Xn Thanh – Giáo trình cơng nghệ các sản phẩm sữa – nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật – Hà Nội Lê Văn Hồng – Cá thịt và chế biến cơng nghiệp – Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật – Hà Nội – 2004 Nhóm 5 15 ... tiếp xúc với sản phẩm thực phẩm. Trong các cấu trúc của thực phẩm, cấu trúc gel là 1 cấu trúc quen thuộc và có rất nhiều sản phẩm thực phẩm có cấu trúc này như giò, phomat Bài tiểu luận này trình bày về cấu trúc gel và ứng dụng... này như giò, phomat Bài tiểu luận này trình bày về cấu trúc gel và ứng dụng của nó trong thực phẩm Nhóm 5 4 PHƯƠNG PHÁP TẠO CẤU TRÚC GEL I. ĐỊNH NGHĨA PROTEIN Protein là những đại phân tử được cấu tạo theo ngun tắc đa phân mà các dơn phân lá axit amin. Chúng kết hợp với nhau thành một mạch dài nhờ các liên... NGUYỄN THỊ NGỌC HUYỀN 2005140225 Nhóm 5 2 PHƯƠNG PHÁP TẠO CẤU TRÚC GEL Mục lục Nhóm 5 3 PHƯƠNG PHÁP TẠO CẤU TRÚC GEL LỜI MỞ ĐẦU Từ lâu thực phẩm đã là phần khơng thể thiếu trong đời sống con người. Cùng với tính thiết yếu đó ngành cơng nghiệp thực phẩm đã ra đời và phát triển