Tìm hiểu về sự biến đổi của protein của các loại đậu trong quá trình bảo quản, chế biến

Tìm hiểu về sự biến đổi của protein của các loại đậu trong quá trình bảo quản, chế biến

VIỆN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM VÀ SINH HỌC TIỂU LUẬN MÔN: HÓA SINH THỰC PHẨM ĐỀ TÀI: Tìm hiểu về sự biến đổi của protein của các loại đậu trong quá trình bảo quản, chế biến TP Hồ Chí Minh, ngày 2 tháng 6 năm 2010 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 3 NỘI DUNG 4 I GIỚI THIỆU CHUNG: .4 1 Protein là gì? 4 2 Vai trò dinh dưỡng của protein: 4 3 Giá trị dinh dưỡng của protein: 5 4 Protein cần thiết cho cơ thể như thế nào? .6 5 Hệ thống protein đậu : 6 II/ TÍNH CHẤT CHỨC NĂNG CỦA PROTEIN TRONG HỆ THỐNG PROTEIN ĐẬU ĐỖ: 10 III NHỮNG BIẾN ĐỔI CỦA PROTEIN ĐẬU TRONG BẢO QUẢN VÀ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM: 15 1 Thủy phân: 15 2 Biến đổi do nhiệt: .16 3 Biến đổi do enzym: 17 IV/ MỘT SỐ SẢN PHẨM THỰC PHẨM CHẾ BIẾN TỪ CÁC LOẠI ĐẬU: 22 1/ Đậu Phụ: 22 2/ Chao: 23 3/ Nước chấm: 24 KẾT LUẬN 26 LỜI MỞ ĐẦU Cùng với các loại protein có nguồn gốc từ động vật thì các loại protein trong hệ thống protein đậu đỗ cũng góp một phần hết sức quan trọng cho chế độ dinh dưỡng của con người Nhìn chung protein từ thực vật có hàm lượng acid amin thiết yếu thấp hơn protein từ động vật như: lysine, methionine Tuy nhiên giá trị ding dưỡng mà các protein trong hệ thống đậu đỗ mang lại lại vô cùng quý giá Trong đó phải kể đến protein đậu tương, một trong những protein thực vật tốt nhất, protein trong đậu xanh chiếm tới 30% gồm 8 loại acid amin thiết yếu hay protein trong đậu đen được cơ thể hấp thu dễ dàng và có đầy đủ 10 loại acid amin cần thiết Các sản phẩm thực phẩm từ các loại đậu được chế biến dựa trên những tính chất chức năng của protein có trong bản thân nguyên liệu đậu Các protein không ngừng biến đổi trong quá trình chế biến cũng như bảo quản Nắm rõ tính chất chức năng cũng như những biến đổi của protein trong các giai đoạn chế biến giúp cho chúng ta đa dạng hóa các sản phẩm từ các loại đậu và kiểm soát được quá trình chế biến để tạo ra chất lượng tốt nhất cho sản phẩm (cả về giá trị dinh dưỡng và giá trị cảm quan) Tìm hiểu về sự biến đổi của protein trong quá trình bảo quản chúng ta sẽ tạo ra những điều kiện bảo quản tốt nhất phù hợp cho từng loại sản phẩm khác nhau Chính vì vậy việc tìm hiểu sâu sắc về hệ thống protein trong các loại đậu đỗ là yêu cầu quan trọng của các chuyên viên ngành công nghệ thực phẩm Trang 2 NỘI DUNG I GIỚI THIỆU CHUNG: 1 Protein là gì? Protein là phân tử sinh học rất lớn, có mặt nhiều nhất trong tế bào sống Protein tham gia vào rất nhiều các phản ứng sinh hóa khác nhau và tồn tại ở các dạng phân tử khác nhau Protein dược kết hợp bởi hơn 20 acid amin Các acid amin nối nhau bởi liên kết peptid Kích thước của protein phụ thuộc vào sự liên kết giữa các acid amin, khối lượng từ vài ngàn đến vài triệu dalton Người ta qui ước: các phân tử có kích thước nhỏ, thông thường có số lượng acid amin nhỏ hơn 50, gọi là các peptid Các phân tử được kết hợp từ 50 acid amin trở lên mới có thể coi là protein Tuy nhiên sự phân biệt giữa peptid và protein vẫn chưa được rõ ràng Ví dụ có một số tài liệu ghi rằng: oligopeptid dược tạo thành từ 2 đến 10 acid amin, còn polypeptid thì được tạo thành từ 10 acid amin trở lên, cũng theo quan điểm này, protein sẽ có khối lượng lớn hơn 10000 dalton Trong tất cả các tế bào của động, thực vật đều có chứa hàm lượng protein nhất định, số lượng và khối lượng protein rất đa dạng tùy thuộc vào từng loài khác nhau Các thực phẩm có chứa hàm lượng protein cao, có chứa đủ lượng acid amin cần thiết cho cơ thể như protein thịt, cá, trứng, sữa Các loại thực phẩm có hàm lượng protein thấp, chứa một lượng nhỏ acid amin như các loại thực vật, đậu và các loại hạt 2 Vai trò dinh dưỡng của protein: Protein là yếu tố tạo hình chính, tham gia vào thành phần cơ bắp, máu, bạch huyết, hoocmon, men, kháng thể, các tuyến bài tiết và nội tiết Cơ thể bình thường chỉ có mật và nước tiểu không chứa protein do vai trò này, protein có liên quan đến mọi chức năng sống của cơ thể như tuần hoàn, hô hấp, sinh dục, tiêu hóa, bài tiết, hoạt dộng thần kinh và tinh thần Protein cần thiết cho chuyển hóa bình thường các chất dinh dưỡng khác, đặc biệt là các vitamin và chất khoáng Khi thiếu protein, nhiều vitamin không phát huy đầy đủ chức năng của chúng mặc dù không thiếu về số lượng Protein còn là nguồn năng lượng cho cơ thể, thường cung cấp 10-15% năng lượng của khẩu phần, 1g protein đốt cháy trong cơ thể cho 4kcal Về mặt tạo hình, không có chất dinh dưỡng nào có thể thay thế protein Protein kích thích sự thèm ăn và vì thế nó giữ vai trò chính tiếp nhận các chế độ ăn khác nhau Thiếu protein gây ra các rối loạn quan trọng trong cơ thể như ngừng lớn hoặc chậm phát triển, mỡ hóa gan, rối loạn hoạt động nhiều tuyến nội tiết, thay đổi thành phần Trang 3 protein máu, giảm khả năng miễn dịch sinh học của cơ thể và tăng tính cảm thụ của cơ thể với các bệnh nhiễm khuẩn Tình trạng suy dinh dưỡng do thiếu protein đã ảnh hưởng đến sức khỏe trẻ em ở nhiều nơi trên thế giới 3 Giá trị dinh dưỡng của protein: Các protein cấu thành từ các acid amin và cơ thể sử dụng các acid amin ăn vào để tổng hợp protein của tế bào và tổ chức Thành phần acid amin của cơ thể người không thay đổi và cơ thể người chỉ tiếp thu một lượng các acid amin khẳng định vào mục đích xây dựng và tái tạo tổ chúc Trong tự nhiên không có loại protein chức năng nào có thành phần hoàn toàn giống với thành phần acid amin của cơ thể Do đó, để đáp ứng nhu cầu cơ thể cần phối hợp các loại protein thức ăn để có thành phần acid amin cân đối nhất Có 10 acid amin cần thiết mà cơ thể không thể tự tổng hợp được hoặc là tổng hợp được rất ít là lysine, tryptophan, phenylalanine, leucine, isoleucine, valine, treonine, methionine, arginine, histidine Giá trị dinh dưỡng một loại protein cao khi thành phần acid amin cần thiết trong đó cân đối và ngược lại Các loại protein nguồn gốc động vật có giá trị dinh dưỡng cao, còn các loại protein thực vật có giá trị dinh dưỡng thấp hơn Biết phối hợp các nguồn protein thức ăn hợp lí sẽ tạo nên giá trị dinh dưỡng cao của khẩu phần Ví dụ: gạo, ngô nghèo lysine còn đậu tương, lạc, vừng hàm lượng lysine cao, khi phối hợp gạo hoặc mì hoặc ngô với đậu tương, lạc, vừng sẽ tạo nên protein khẩu phần có giá tri dinh dưỡng cao hơn các protein đơn lẻ Qua một số thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng dù cung cấp đủ năng lượng cho cơ thể nhưng nếu không có chất đạm, cơ thể sẽ yếu đi, dễ sinh bệnh Điều đó xảy ra vì chất đạm đảm nhận những chức năng rất quan trọng như: tham gia vào quá trình chuyển hóa, cung cấp năng lượng cho mọi hoạt động của cơ thể, xây dựng tế bào mới, giúp cơ thể nhanh chóng phục hồi những tổn thương, tăng chiều ccao, thể trọng… Protein là chất cơ bản của sự sống, nếu thiếu các cơ quan nội tạng không thể hoạt động và tăng trưởng được Vì vậy, bổ sung chất đạm hằng ngày sẽ giúp cơ thể luôn khỏe mạnh, làn da mịn màng, hồng hào, tươi trẻ, chống lão hóa Đặc biệt đối với người muốn giảm cân, bạn sẽ thoát khỏi cảm giác thèm ăn khó chịu vì cơ thể luôn có cảm giác no và sản khoái 4 Protein cần thiết cho cơ thể như thế nào? Những nghiên cứu trong suốt thời gian qua đều cho thấy, protein là một trong ba dưỡng chất chính vô cùng cần thiết đối với cơ thể con người Ngoài chức năng duy trì sự sống cho cơ thể, chất dạm còn đóng vai trò quan trọng trong việc giữ gìn vẻ đẹp cho phụ nữ Vì sợ béo phì mà nhiều người đã nhịn ăn hoặc ăn không đúng cách, khiến cơ thể thiếu chất đạm trầm trọng, điều này gây nên nhiều tác động tiêu cực đến dáng vẻ cơ thể Vì Trang 4 vậy, mỗi khi cơ thể được cung cấp lượng protein hợp lí, làn da sẽ mịn màng và rạng rỡ hơn, vóc dáng cân đối, khỏe mạnh… 5 Hệ thống protein đậu đỗ: 1.1 Protein trong một số loại đậu: 5.1.1 Đậu nành: Ta biết rằng đậu nành rất giàu protein Trong sữa đậu nành có 4% protein, trong đậu hũ có 8% và bột đậu nành có từ 40-50% Điểm độc đáo là protein đậu nành có đầy đủ các acid amin thiết yếu Vấn đề là tỉ lệ các acid amin thiết yếu trong đậu nành có cân đối với nhu cầu cơ thể con người hay không Hạt đậu nành chứa 8% nước, 5% chất vô cơ, 15-25% glucose, 15-20% chất béo, 35-45% protein với nhiều loại protein và vitamin, khoáng chất khác Đây đều là những chất cần thiết cho cơ thể và đặc biệt còn có tác dụng phòng ngừa một số bệnh, trong đó có bệnh tim mạch So với thịt động vật, đậu nành có nhiều chất dinh dưỡng hơn: 100g đậu nành có 411calo, 34g protein, 18g chất béo, 165mg calcium, 11mg sắt Trong khi đó, thịt bò loại ngon chỉ co165 calo, 21g protein, 9g béo, 10mg calcium, 2.7mg sắt Vì có nhiều protein, nên ở nhiều quốc gia Châu Á, đậu nành được coi là thịt không xương Sản phẩm chế biến từ đậu nành rất đa dạng như đậu hũ, đậu tương, sữa đậu nành… nhưng thông dụng nhất vẫn là sữa đậu nành Sữa đậu nành không đơn thuần là loại thức uống thơm ngon, bổ dưỡng mà còn có thể giúp phòng chống được nhiều bệnh, trong đó có bệnh tim mạch, có thể giúp tránh tích tụ mỡ ở vùng bụng-đặc biệt với phụ nữ ở tuổi mãn kinh, một hiện tượng làm tăng nguy cơ mắc bệnh tim mạch Trong protein đậu nành thì globulin chiếm 85-95% ngoài ra còn có một lượng nhỏ albumin và một lượng không đáng kể prolamin, glutenin Triptophan 1.1% Leucine 8.4% Trang 5 Isoleucine 5.8% Valine 5.8% Threonine 4.8% Lysine 6.0% Methionine 1.4% Phenylalanin 3.8% Trừ methionine quá ít, còn các acid amin khác của đậu nành có thành phần gần giống thịt 5.1.2 Đậu phộng: Trung bình đậu phộng có chứa 20-34% protein, lipid 40-60%, hidratcacbon 6- 22%, cellulo 2-4.5%, tro 1.8-4.6% Protein đậu phộng có chứa các acid amin quan trọng như methionine, triptiophan, arginine,và acid amino hidroxy n butyric Trong protein đậu phộng thì globulin là cao nhất, chiếm khoảng 97%, ngoài ra còn có một hàm lượng không đáng kể albumin, prolamin, glutenin 1.2 Không phải protein nào cũng giống nhau: Nếu chất bột, chất đường được xem là nguồn cung cấp năng lượng cho cơ thể, chất béo là nguồn dự trữ năng lượng thì protein được xem là chất kiến tạo cơ thể, đóng vai trò quan trọng trong việc “lớn như thổi” ở trẻ em và “bảo dưỡng” cơ thể ở người trưởng thành Có 20 loại acid amin căn bản kết nối với nhau theo một trật tự “tiền định” để tạo ra vô vàn loại protein khác nhau Trang 6 Protein đậu đỗ so với protein thịt, cá có thành phần acid amin tương tự nhau, nhưng lại khác nhau ở tỉ lệ của các acid amin đó Số lượng acid amin trong protein thịt cá nhiều hơn trong protein đậu đỗ Bảng hàm lượng protein trong một số loại thực phẩm quan trọng (Norton và cộng sự, 1978) Tên thức ăn Hàm lượng protein Tên thức ăn Hàm lượng protein (%) (%) Gạo nếp 8.2 Chuối tiêu 1.5 Gạo tẻ 7.6 Đu đủ 1.0 Khoai lang 0.8 Cam 1.9 Khoai tây 2.0 Táo 0.8 Ngô 8.0-10.0 Kê 12.0 Bánh mì 7.8-8.0 Đậu hà lan 21.6 Thịt heo 18.0-22.0 Đậu nành 36.8 Thịt bò 21.0 Đậu xanh 22.0 Thịt gà 20.0 Đậu phộng 24.3 Gan bò 22.0 Mè 20.1 Gan heo 19.8 Đậu cô-ve 22.1 Cá 17.0-20.0 Cà rốt 1.0-1.5 Trứng gà 13.0-14.8 Súp lơ 2.0-2.5 Sữa mẹ 1.2-1.5 Xu hào 2.0-2.8 Sữa bò tươi 3.5-3.9 Rau muống 2.6-3.2 Rau ngót 4.7-5.3 Cần tây 3.0-3.7 Trang 7 Bảng phân loại thực phẩm dựa vào giá trị năng lượng của protein (Lê Doãn Diên và Vũ Thị Thư, 1996) Phân loại Nguồn thức ăn chứa Ti lệ năng lượng của protein protein (%) Nghèo Bột sắn 3.3 Dưa hấu 4.0 Khoai lang 4.4 Khoai sọ 6.8 Đủ Khoai tây 7.6 Gạo 8.0 Ngô 10.4 Kê 11.6 Bột mì trắng 13.2 Tốt Đậu phộng 13.8 Sữa bò (3.5% mỡ) 21.6 Đậu hà lan 25.6 Thịt bò 38.4 Đậu nành 45.2 Cá có mỡ 45.6 Cá khô 61.6 II/ TÍNH CHẤT CHỨC NĂNG CỦA PROTEIN TRONG HỆ THỐNG PROTEIN ĐẬU ĐỖ: Những tính chất chức năng cơ bản của hệ thống protein đậu đỗ được tóm tắt trong bảng sau: STT Tính chất chức năng Biểu hiện 1 Khả năng hoà tan Sự solvat hóa, phụ thuộc vào pH 2 Khả năng hấp thụ và liên kết với Phụ thuộc vào độ thấm nước, liên kết Trang 8 nước hydro của nước 3 Tính nhớt Phụ thuộc vào hàm lượng của các tiểu phân rắn và khả năng liên kết với nước 4 Khả năng tạo gel Cấu trúc không gian và sự thiết lập lại cấu trúc không gian của protein 5 Khả năng kết dính Hoạt động kết dính của protein 6 Tính đàn hồi Sự biến dạng 7 Khả năng tạo nhũ tương Sự hình thành và ổn định của hệ nhũ tương với chất béo 8 Khả năng hấp phụ chất béo Liên kết với các acid béo tự do 9 Khả năng liên kết với chất mùi Sự hấp thụ mùi và cố định mùi 10 Sự tạo bọt Tạo màng protein chứa khí 11 Kiểm soát màu Sự tẩy trắng (lipoxygenase) Trong chuỗi polimer của protein có sự hiện diện của cả hai nhóm ưa nước và kị nước đã tạo điều kiện cho sự liên kết của protein với cả nước và chất béo Điều này thúc đẩy sự hình thành hệ nhũ tương ổn định dầu và nước khi có sự pha trộn phân tán của protein Chuỗi polymer của protein có chứa các nhóm phân cực và không phân cực, các nhóm tích điện và không tích điện cho phép protein có thể liên kết với nhiều loại hợp chất khác nhau Các protein có thể dính chặt vào các tiểu phân rắn và thể hiện như một chất kết dính, trong dung dịch protein hoạt động như là tác nhân phân tán các tiểu phân rắn lơ lửng đồng nhất vào dung dịch Các protein màng có thể bám chặt vào các hạt rắn làm cho các hạt rắn này được phân phối đều và gắn trên khung protein màng những tính chất này thường đòi hỏi một protein có mức độ persibility tương đối cao Những protein hòa tan thì dễ dàng kết hợp chặt chẽ với các loại thực phẩm giàu độ ẩm Trong một sản phẩm các protein không bị hòa tan những tính chất trên hiện diện ở một giới hạn nhất định Mặc dầu vậy những sản phẩm đó vẫn có giá trị dinh dưỡng rất cao Những tính chất trên góp phần tạo ra độ nhớt, hình thành gel, tạo thành thể sữa, tạo liên kết hoặc ổn định hệ nhũ tương Các protein không hòa tan cũng có các tính chất chức năng như protein bản địa Chỉ khác biệt là sự thay đổi trong khả năng tiếp cận của các nhóm phản ứng Sự liên kết với các thành phần thực phẩm như nước và dầu còn có thể thực hiện nhờ sự mở vòng và sự sắp xếp lại của chuỗi polimer Tuy khả năng tiếp cận với của nhóm ưa nước đã bị giảm xuống nhưng protein vẫn được hydro hóa một phần Mức độ hydro hóa ở đây chỉ đủ làm cho protein ở trạng thái trương nở, mà không hòa tan protein vào dung dịch Do đó thay Trang 9 vì tạo thành một dung dịch protein chỉ hấp thụ nước ở một mức độ tương đối nào đó mà không hòa tan Khi protein hấp thụ đến một lượng nước tối đa sẽ xảy ra sự ngưng tụ lại lượng nước bị dư thừa khi hấp thụ quá mức Sự hình thành và ổn định của hệ nhũ tương protein căn bản trong thực phẩm phụ thuộc rất nhiều vào năng lượng đánh trộn trong quá trình chế biến Thông thường thì cả quá trình chế biến và thiết bị sử dụng để đánh trộn đều gây ảnh hưởng đến sự hình thành và ổn định của hệ nhũ tương, đặc biệt với những nhũ tương có độ nhớt lớn thì quá trình chế biến và thiết bị sử dụng sẽ gây ảnh hưởng rất nhiều đến các tính chất của hệ nhũ tương Những tính chất chức năng của protein không chỉ quan trọng trong việc quyết định chất lượng của sản phẩm cuối cùng, mà còn tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình chế biến Tính chất chức năng của protein đậu nành: Protein được tách chiết từ đậu nành có những tính chất chức năng đặc biệt, chúng có thể làm thay đổi những tính chất vật lý của các sản phẩm thực phẩm Các tính chất chức năng đặc trưng của protein đậu nành là: tính hòa tan, khả năng tạo gel, tạo nhũ tương, khả năng phân tán, tính nhớt, khả năng ổn định cấu trúc… Độ hòa tan khoảng 5-95 NSI Khả năng tạo nhũ tương của protein đã được tách chiết có thể khác nhau từ 10-35ml dầu/100mg protein, khả năng hấp thụ nước có thể lên tới 400% Những protein tách chiết ở dạng trung tính thường dễ hòa tan trong nước, một số loại sẽ tạo gel khi điều kiện thích hợp trong dung dịch nước Chúng còn có khả năng tạo nhũ tương và ổn định hệ nhũ tương, nhờ đó mà có sự liên kết tuyệt vời của nước và chất béo, đây là tác nhân kết dính rất tốt Các protein họ đậu khác nhau chủ yếu ở khả năng phân tán, khả năng tạo gel và đặc điểm độ nhớt Khi tạo gel, protein đậu nành hình thành một cấu trúc không gian hoạt động như một ma trận để giữ ẩm, chất béo, và các hạt chất rắn Điều này dẫn đến kết cấu tạo thành tương tự như những kết cấu tạo thành từ các tính chất của các protein ở thịt Khả năng này đặc biệt quan trọng đối với các sản phẩm thịt xay nhuyễn hay đậu phụ Sự liên kết tạo cấu trúc gel (từ liên kết yếu đến liên kết bền chặt) phụ thuộc vào nồng độ, chức năng, và sự có mặt hay không có mặt của muối Một số protein được phân lập không không để hình thành gel ngay cả ở điều kiện có tới 14% các tiểu phân chất rắn Với công nghệ chế biến đặc biệt độ nhớt của protein đậu nành cũng có thể được thay đổi Một số protein có tới 18% các tiểu phân rắn, một số khác chỉ chứa 10% các tiểu phân rắn Sử dụng tác nhân nhiệt cũng có thể làm thay đổi độ nhớt của các protein hòa tan Trang 10 Sự thủy phân protein đậu nành: Sự thủy phân protein đậu nành bởi enzim (ví dụ enzim pepsin) sẽ gây ra hai biến đổi như sau: thứ nhất là khối lượng phân tử của protein giảm xuống còn khoảng 3000 đến 5000 daltons thứ hai là các protein sau thủy phân có khả năng hòa tan trong nước ở các điều kiện pH khác nhau bao gồm cả khoảng pH = 4-5 Những sản phẩm như vậy đã được đưa ra với cái tên nhầm lẫn là albumin đậu nành, mặc dầu chúng có thể được miêu tả một cách chính xác hơn là giống với peptone Các protein phân tử lượng thấp có khả năng hòa tan cao sẽ làm tăng khả năng tạo bọt và ổn định cấu trúc Bột đậu nành được sử dụng rộng rãi kết hợp với thịt Cấu trúc và kết cấu tạo thành có thể được thay đổi khi thay đổi tỷ lệ pha trộn giữa bột đậu nành và thịt Hỗn hợp này hấp thụ nước và một số chất béo, do đó có thêm một tính chất vật lý góp phần tạo nên các tính chất cấu trúc của hỗn hợp Hỗn hợp có thể kết hợp chặt chẽ ở dạng khan, dạng hydrat hóa một phần hoặc hydrat hóa toàn bộ Khả năng kết hợp chặt chẽ của hỗn hợp phụ thuộc vào công thức phối trộn nguyên liệu, và quá trình chế biến Protein đậu nành có thể được hòa tan trong môi trường kiềm và đí qua một máy tạo hình để tạo thành dạng sợi có thể đông lại trong bồn acid và sau đó được kéo dài bằng một loạt các cuộn quay vòng với tốc độ ngày càng tăng Các sợi được kết hợp với nhau thành các bó sợi cùng với các chất kết dính và được xử lý màu, mùi, vị hay bổ sung chất dinh dưỡng để đúc thành những miếng mỏng, thành khối, thành mẫu nhỏ hay thành các hạt nhỏ Những kiểu tạo hình này có thể mô phỏng nhiều sản phẩm từ động vật chẳng hạn như thịt bò, thịt xông khói, giăm bông, cá và thịt gà Sợi protein đậu nành được hydrat hóa đầy đủ hoặc được đông lạnh có thể cải thiện cấu trúc tốt hơn khi mô phỏng thịt gia cầm Nó cũng bao gồm cho các loại thịt khác khi ứng dụng protein đậu nành mô phỏng sản phẩm thịt  Sự tạo gel của protein đậu nành: Khi dung dịch protein đậu nành có nồng độ đậm đặc (>5% P/V) được đun nóng ở PH gần trung tính thì sẽ tao gel Dung dịch đầu tiên qua một trạng thái lỏng có độ nhớt tăng cao, giai đọan tiền gel Khi lực ion còn yếu thì trạng thái này sẽ xảy ra từ lúc 700C là thời điểm mà - conglixinin được giãn mạch hoàn toàn Khi lực ion cao thì việc tăng độ nhớt chỉ xảy ra ở nhiệt độ cao hơn Việc tạo thành gel protein sẽ phụ thuộc vào cân bằng giữa liên kết protein – nước và liên kết protein – protein Độ cứng của gel protein đâu nành sẽ giảm cùng nồng độ NaCl và khi vượt quá một nhiệt độ nào đó Trang 11 Axit hoá dung dịch protein đậu nành đến PH =5,5 hoặc thêm ion Ca2+ sẽ làm đông tụ protein thành từng cục tương đối đàn hồi Nếu đun nóng các cục đã thu được bằng kết tủa đẳng điện hoặc bằng canxi sẽ làm các chuổi polypeptide bị giãn mạch và tạo nên một mạng lưới protein ba chiều có kết cấu của một gel thực thụ Sự tạo thành gel của protein đậu nành cũng có thể thực hiện bằng kiềm hoá rồi tiếp đó trung hoà, protelizo hạn chế hoặc thêm các dung môi có thể hoà lẩn được với nước như rượu hoặc glycol Cả glixinin lẫn -conglixinin đều bị biến tính khi tiếp xúc với hỗn hợp nước - etanol có hàm lượng rượu trên 20% Rượu càng kị nước có nghĩa là mạch cacbon càng dài thì giãn mạch protein càng nhanh và độ cứng của gel thu được càng lớn Giữa các aa không cực và rượu đã xảy ra các tương tác ưa béo Khi nồng độ rượu vượt quá 40% thì xảy ra các hiện tượng đông tụ nhưng không tạo ra gel, có thể là do giảm hoạt độ nước nên các liên kết protein – nước đã bị thay thế bằng các liên kết protein – protein  Một vài tính chất khác: Prôtêin đậu nành cực kỳ bền nhiệt, có thể chịu nhiệt đến 77oC Tuy nhiên ở nhiệt độ đó prôtêin không thể tan trở lại.Prôtêin đậu nành có thể bền nhiệt đến 100oC Khi thêm vào các yếu tố làm tăng lức ion 7S globulin 7S nhạy với nhiệt hơn Trong phần lớn các ứng dụng của đậu nành việc gia nhiệt thấp để vô hoạt các enzym là cần thiết.Tuy nhiên trong vài ứng dụng, prôtêin đậu nành gia nhiệt ở nhiệt độ thấp được thêm vào các chất có chứa lipoxygenase hoạt động Những ứng dụng đặc biệt này đòi hỏi phải xảy ra sự ôxy hóa Sự ôxy hóa này có thể gây ra sự phá hủy màu sắc và vì thế tẩy trắng sản phẩm Nó cũng có thể gây ra sự ôxy hóa những nhóm sunfit tự do từ liên kết disunfua Cả 2 chức năng này đều quan trọng trong việc chuẩn bị bột nguyên liệu cho công nghiệp làm bánh III NHỮNG BIẾN ĐỔI CỦA PROTEIN ĐẬU ĐỖ TRONG BẢO QUẢN VÀ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM: 1 Thủy phân: Phản ứng thủy phân là cơ sở kĩ thuật của nhiều quá trình chế biến thực phẩm như sản xuất nước tương, … Khi thủy phân làm cho protein đậu đỗ chuyển thành những chất trung gian đơn giản và sản phẩm cuối cùng là các acid amine Protein đậu nành gồm có 2 axit amin chính là: Methionine và Tryptophan Ngoài ra còn có các axit amin khác như: Lysine, Leucine, Isoleucine, Valine, Threonine, Phenylalanine Trang 12 Protein đậu phộng gồm: Methionine, Tryptophane, Arginine, acid amine amino alhydroxy butyric COOH R1-CH-CO-NH-CH-CO-HN∙∙∙-CH NH2 NH2 Rn COOH R1-CH-COOH + NH2-CH-CO-HN∙∙∙-HC NH2_ R2 Rn Trong môi trường acid, tryptophan bị phân hủy Trong môi trường kiềm, arginin, acid amine chứa lưu huỳnh (Methionine) bị phân hủy Xảy ra quá trình racemic hóa (acid amine chuyển sang dạng D dẫn đến không còn giá trị dinh dưỡng) Đồng thời với sự thủy phân protein, những chất khác cũng bị thủy phân * Tinh bột trong đậu đỗ thủy phân thành đường mantose rồi cuối cùng thành glucose: 2(C6H10O5) n(C12H22O11) 2n(C6H12O6) * Chất béo phân ly thành glycerin và các acid béo: C3H5(COOR) 3 + 3H2O C3H5(OH) 3 + 3RCOOH 2 Biến đổi do nhiệt: Trong quá trình gia công kĩ thuật các nguyên liệu giàu protein như đậu đỗ thì bên cạnh những biến đổi có định hướng và mong muốn, còn xảy ra những biến hóa phụ ngoài dự định và nhiều khi cũng không mong muốn Đó là biến đổi của protein trong quá trình gia nhiệt Hầu như mọi sản phẩm đều có quá trình gia nhiệt xảy ra Trang 13 a/ Gia nhiệt: - Khi gia nhiệt vừa phải thì protein đậu đỗ sẽ bị biến tính Khi đó các độc tố có bản chất protein trong đậu như: antitripsin trong đậu nành… đi vào thực phẩm theo nguyên liệu sẽ mất độc tính Ở nhiệt độ này còn có tác dụng làm cho một số thực phẩm giàu Collagen, Glixinin đậu nành sẽ dễ dàng tiêu hóa hơn vì mạch peptid bị duỗi ra giải tỏa các gốc acid amin tạo điều kiện cho proteaza tác dụng được thuận lợi hơn Ngoài ra còn có tác dụng kìm hãm hoạt động của một số enzim đường tiêu hóa (Antitrypsin Xunitz và Bowman trong đậu nành làm tăng quá trình tiêu hóa đối với sản phẩm đậu nành) - Khi gia nhiệt ở nhiệt độ cao các thực phẩm giàu Protein trong điều kiện pH trung tính hoặc trong môi trường kiềm Arginine trong đậu phộng sẽ chuyển thành Ornitin, Ure, Sitrulin, Amoniac Ngoài ra trong điều kiện này thì các Lysine, Threonine trong đậu nành cũng bị phân hủy Ở nhiệt độ này xảy ra quá trình thủy phân các liên kết peptid và đồng phân hóa các gốc acid amine, tạo ra hỗn hợp racemic làm giảm 50% giá trị dinh dưỡng sản phẩm - Lúc gia nhiệt làm các hợp chất (chiếm hàm lượng nhỏ) như: cestrogen, goitrogen, sterol, các chất phản vitamin bị biến tính và ta có thể loại nó đi vì xét về mặt dinh dưỡng thì chúng không có lợi đôi khi là chất độc b/ Giảm nhiệt: Kìm hãm hoạt động của vi sinh vật ở nhiệt độ trên dưới 00c Tăng phẩm chất cho đậu đỗ Làm hại cấu trúc tế bào 3 Biến đổi do enzym: Trong quá trình bảo quản đậu đỗ thường xảy ra hiện tượng ôi thối làm mất giá trị dinh dưỡng Nguyên nhân của hiện tượng trên là do tác dụng của enzym có sẵn trong thực phẩm cũng như của vi sinh vật xâm nhập từ môi trường ngoài vào Protein của đậu nành dưới tác dụng phân hủy của các enzym thì 50 – 60% protein được chuyển hóa thành dạng hòa tan, trong đó có 10% acid amin và các peptid có trọng lượng phân tử thấp.Khả năng thủy phân của các enzym được biểu thị bằng tỷ số giữa N.fomol/N toàn phần (tốc độ thủy phân) và N hòa tan/ N toàn phần (tốc độ hòa tan) Trong quá trình biến đổi này có xảy ra các phản ứng đặc trưng: a/ Phản ứng khử amin: Trang 14 CH2 -(CH2)3-CH-COOH + H2O CH2-(CH2)3-CH-COOH + NH3 NH2 NH2 NH2 OH CH2 -(CH2)3-CH-COOH + H2 enzyme, vsv CH2-(CH2)3-CH2-COOH + NH3 NH2 NH2 NH2 b/ Phản ứng khử nhóm cacboxyl Phản ứng này tạo thành các dạng amine khác nhau: • Phản ứng khử đối với methionine decacboxylase CH3-S-CH2-CH2-CH-COOH CH3-S-CH2-CH2-CH2-NH2 + CO2 NH2 • Khử nhóm Lysine tạo thành Cardaverine decacboxylase CH2 -(CH2)3-CH-COOH CH2-(CH2)3-CH2-NH2 + CO2 VSV NH2 NH2 NH2 c/ Phản ứng deamin, decarboxyl • Phản ứng khử amin khử carboxyl của Methionine +1/2 O2 Trang 15 CH3-S-CH2-CH2-CH-COOH CH3-S-CH2-CH2-OC-COOH + NH3 Enzim NH2 Decarboxylase CH3-S-CH2-CH2-CHO + CO2 CH3-S-CH2-CH2-OC-COOH CH3-S-CH2-CH2-CH-COOH + H2O CH3-S-CH2-CH2-CH-COOH + NH3 NH2 OH CH3-S-CH2-CH2-CH-COOH - CO2 CH3-S-CH2-CH2-CH2-OH + CO2 OH • Phản ứng khử amin khử cacboxyl của lysine +1/2 O2 CH2 -(CH2)3-CH-COOH CH2 -(CH2)3-CO-COOH + NH3 Enzim NH2 NH2 NH2 Decarboxylase H2N-CH2 -(CH2)3-CO-COOH H2N-CH2 -(CH2)3-CHO + CO2 CH2 -(CH2)3-CH-COOH + H2O CH2 -(CH2)3-CH-COOH + NH3 NH2 NH2 NH2 OH Trang 16 - CO2 CH2 -(CH2)3-CH2-OH + CO2 CH2 -(CH2)3-CH-COOH NH2 OH NH2 d/ Phản ứng tạo phosphin: H3PO4 PH3 Phosphine e/ Phản ứng tạo thành scatol, crezol, phenol Trong quá trình hoạt động sống các vi sinh vật gây thối rữa thường gặp trong quá trình cất giữ các protein các acid amin vòng chuyển hóa thành các sản phẩm độc có mùi khó chịu như: scatol, indol, phenol… Phản ứng xảy ra trong quá trình này là: Tryptophan + H2O Acid indoloxypropionic + NH3 CH2-CH-COOH H2O Trang 17 NH NH2 CH2-CH-COOH + NH3 NH OH Acid indoloxypropionic + O2 Acid indolacetic + CO2 + H2 CH2-CH-COOH + O2 NH OH CH2-COOH + CO2 + H2O NH Acid indolacetic Scatol + CO2 CH3 + 3/2 O2 NH Scatol Trang 18 + CO2 + H2O NH Indol f/ phản ứng tạo mercaptan: Phản ứng thường xảy ra với acid amin có chứa lưu huỳnh: CH3-S-CH2-CH2-CH-COOH +2H CH3-S-CH2-CH2-CH3 + CO2 + NH3 NH2 IV/ MỘT SỐ SẢN PHẨM THỰC PHẨM CHẾ BIẾN TỪ CÁC LOẠI ĐẬU: 1/ Đậu Phụ: Đậu phụ là sản phẩm được sản xuất từ đậu nành, một sản phẩm quen thuộc đối với các vùng Đông Nam Á, phổ biến là Việt Nam, Trung Quốc và Nhật Bản Trang 19 Cơ sở lý luận của phương pháp sản xuất: Trong hạt đậu nành thành phần đạm tan chiếm khoảng 80-90% trong đó chủ yếu là globulin, globulin là chất không tan trong nước nhưng do trong hạt đậu có Ca3(PO4)2 , leucitin, axit fintionic là những tác nhân làm tăng độ tan củ globulin trong nước, do vậy khi được nghiền nhỏ thì nó tan tới 80-90% trong nước Quá trình sản xuất đậu phụ chính là dùng tác động cơ học để phá vỡ cấu trúc tế bào của hạt đậu, giải phóng các thành phần có trong hạt đậu, đồng thời dùng nước làm dung môi hòa tan các chất đó thành dung dịch huyền phù Sau đó lợi dụng tính chất hòa tan khác nhau giữa các chất, dùng phương pháp lọc để tách một dung dịch nhũ tương trong đó chủ yếu là chất đạm tan globulin.Từ dung dịch này dựa vào tính chất đông tụ của globulin, thông qua các điều kiện pH, điện tích, nhiệt độ…kết tủa chúng lại thành các hoa đậu rồi ép định hình thành bánh đậu phụ 2/ Chao: Chao là sản phẩm giàu chất dinh dưỡng được sản xuất từ đậu nành hoặc lạc (đã tách dầu) bằng phương pháp lên men Chao có nhiều tên gọi khác nhau: đậu phụ nhự (Trung Quốc), Huai (Philipin), Tao Quan (Ấn Độ)… Trang 20 ... đầy đủ 10 loại acid amin cần thiết Các sản phẩm thực phẩm từ loại đậu chế biến dựa tính chất chức protein có thân nguyên liệu đậu Các protein khơng ngừng biến đổi q trình chế biến bảo quản Nắm... thống protein đậu đỗ: 1.1 Protein số loại đậu: 5.1.1 Đậu nành: Ta biết đậu nành giàu protein Trong sữa đậu nành có 4% protein, đậu hũ có 8% bột đậu nành có từ 40-50% Điểm độc đáo protein đậu. .. chức biến đổi protein giai đoạn chế biến giúp cho đa dạng hóa sản phẩm từ loại đậu kiểm sốt q trình chế biến để tạo chất lượng tốt cho sản phẩm (cả giá trị dinh dưỡng giá trị cảm quan) Tìm hiểu biến