Tìm hiểu về sự biến đổi của protein của ngũ cốc trong quá trình bảo quản, chế biến
Tiểu luận môn: Hoá Sinh Thực PhẩmBỘ CÔNG THƯƠNGTRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINHVIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC - THỰC PHẨMTP. Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2010 Tiểu luận môn: Hoá Sinh Thực PhẩmMỤC LỤC Lời mở đầu .Trang 11. Tổng quan về protein .21.1 Vai trò của protein trong đời sống 31.2 Vai trò của protein trong thực phẩm .42 Tổng quan về ngũ cốc .42.1 Lúa .42.2 Hạt lúa mì 52.3 Ngô 62.4 Hạt kê 72.5 Yến Mạch 72.6 Đậu tương 83 Hệ thống protein trong ngũ cốc .93.1 Albumin .103.2 Globulin .113.3 Prolamin .113.4 Glutenlin 113.5 Gliadin .123.6 Glutenin .133.7 Hệ thống protein đậu tương 144 Tính chất chức năng của protein ngũ cốc .164.1 Khả năng hydrat hoá 174.2 Khả năng hòa tan 184.3 Khả năng tạo bột nhão của protein và kết cấu xốp của sản phẩm 184.4 Khả năng tạo nhớt 244.5 Khả năng tạo gel 244.6 Khả năng tạo bọt và kết cấu bọt của sản phẩm .264.7 Khả năng nhũ tương .274.8 Khả năng cố định mùi và giữ mùi .285. Những biến đổi của protein ngũ cốc trong bảo quản và chế biến 285.1 Những biến đổi protein ngũ cốc trong bảo quản nguyên liệu hạt 285.2 Những biến đổi protein của ngũ cốc trong chế biến 305.2.1 Biến đổi do nhiệt .305.2.2 Biến đổi do tác nhân cơ học 325.2.3 Biến đổi do enzym 345.2.4 Biến đổi do phản ứng thủy phân 37Kết luận .39Tài liệu tham khảo .40Bảng phân công công việc 41 Tiểu luận môn: Hoá Sinh Thực PhẩmLời Mở ĐầuCuộc sống ngày càng phát triển, cùng với sự tiến bộ vượt bậc của các ngành khoa học công nghệ đã và đang phục vụ đắc lực cho nhu cầu ngày càng cao của con người. Trong các nhu cầu ấy, nhu cầu về ăn uống được quan tâm hàng đầu. Ông bà ta thường nói: “Bệnh từ miệng mà vào…” hay “Có thực mới vực được đạo”. Thực vậy, ngành công nghệ thực phẩm ra đời và phát triển mạnh mẽ tạo ra các sản phẩm thực phẩm vô cùng phong phú, đa dạng đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của con người không chỉ là ăn no, ăn đủ mà còn ăn ngon, ăn bổ dưỡng mà còn tốt cho sức khoẻ. Và chúng ta thấy rằng bất cứ một nền văn hoá ẩm thực nào cũng có một thứ ngũ cốc làm sản phẩm chính. Như ở Hoa Kỳ, hạt lúa mì được xay thành bột chế thành bánh mỳ và các thứ bánh nướng khác là chính. Bên cạnh đó là ngô. Các nước Á châu, đặc biệt là Trung Hoa, Đại Hàn, Nhật Bản, Thái Lan, Việt Nam hạt lúa được xay vỏ, bỏ cám, thành cám và nấu thành cơm là thực phẩm chính, các thứ khác là phụ. Ở Châu Âu dùng hắc mạch, kiều mạch, yến mạch. Nga và Trung Á dùng bột kiều mạch, ở Trung Đông dùng lúa mạch.Chính vì ngũ cốc rất bổ dưỡng, chúng chứa nhiều carbohydrates, chất xơ, nhiều vitamin và chất khoáng, chúng là nguồn cung cấp protein và đặc biệt là ít chất béo. Vì thế, ngũ cốc (nguyên chất) cần phải được xem là thực phẩm chính trong chế độ dinh dưỡng hàng ngày của chúng ta. Không chỉ là giá trị dinh dưỡng, con người ngày càng tạo ra nhiều sản phẩm phong phú đa dạng từ ngũ cốc. Từ lúa mì ta có bánh mì, bánh bông lan, bánh bao, từ hạt đậu tương ta có sản phẩm đậu hũ, sữa đậu nành, tương, chao…. Một trong những thành phần tạo nên giá trị của hạt ngũ cốc là protein. Vậy hệ thống protein trong ngũ cốc bao gồm những loại nào? tính chất chức năng của chúng ra sao? những biến đổi của chúng trong bảo quản và chế biến thực phẩm như thế nào? Đây cũng chính là nội dung của bài tiểu luận: “Tìm hiểu về sự biến đổi của protein của ngũ cốc trong quá trình bảo quản, chế biến” sẽ được nhóm trình bày sau đây. Tiểu luận môn: Hoá Sinh Thực Phẩm1. Tổng quan về Protein:Protein là một đại phân tử sinh học được cấu tạo từ 20 loại acid amin và 2 amid. Người ta quy ước các phân tử được kết hợp từ 50 acid amin trở lên mới được coi là protein. Acid amin:Theo định nghĩa thì protein được cấu tạo từ acid amin.Acid amin là hợp chất hữu cơ mạch thẳng hoặc mạch vòng trong phân tử có chứa ít nhất một nhóm amin (NH3) và một nhóm cacboxyl (COOH).Công thức cấu tạo tổng quát:Trong số 20 acid amin và 2 amid (Asparagine, Glutamine) thường gặp trong phân tử protein có một số acid amin mà cơ thể người và động vật không tự tổng hợp được mà phải đưa từ ngoài vào qua con đường thức ăn gọi là acid amin cần thiết hoặc acid amin không thay thế. Đó là 8 acid amin cần cho cơ thể người lớn : Valin, Leucine. Isoleucine, Methionine, Phenylalanine, Triptophane, Lysine, Treonine. Và 2 acid amin cần cho trẻ em: Arginine, Histidine.Valine Leucine Isoleucine Phenylalanine Lysine Treonine Tiểu luận môn: Hoá Sinh Thực Phẩm Arginine Triptophane Histidine Methionine1.1. Vai trò của protein trong đời sống : Là thành phần không thể thiếu được của tất cả các cơ thể sống.Protein có vai trò trong quá trình duy trì và phát triển của mô và hình thành những chất cơ bản trong hoạt động sống.Ở nguyên sinh chất tế bào không ngừng xảy ra quá trình thoái hóa protein và tổng hợp protein từ thức ăn.Một số protein đặc hiệu tham gia vào thành phần của enzyme, hormone, kháng thể và các hợp chất khác.Quá trình lớn từ việc hình thành cơ, quá trình đổi mới và phát triển của mô, quá trình phân chia tế bào cũng gắn liền với quá trình tổng hợp protein.Protein tham gia vận chuyển các chất dinh dưỡngProtein có vai trò quan trọng trong vận chuyển các chất dinh dưỡng qua thành ruột vào máu và từ máu đến các mô của cơ thể và qua màng tế bào. Ví dụ: Hemoglobin, mioglobin mang oxy đến các bộ phận của cơ thể, lipoprotein huyết tương vận chuyển lipid từ gan tới các mô,…Protein điều hòa chuyển hóa nước và cân bằng kiềm trong toàn cơ thể. Protein có vai trò như một chất đệm, giữ pH trong máu ổn địnhHàm lượng protein quyết định chất lượng của khẩu phần thức ănVai trò bảo vệ và giải độc của protein- Cơ thể con người có thể chống lại nhiễm trùng nhờ hệ thống miễn dịch, hệ thống miễn dịch sản xuất ra các protein bảo vệ gọi là kháng thể.- Sức khỏe con người cũng bị đe dọa bởi một số chất độc có trong thức ăn, có thể từ bản thân thức ăn hay bị nhiễm từ môi trường. Bình thường các chất độc này được giải độc bởi gan.Protein tham gia vào cân bằng năng lượng cho cơ thể Tiểu luận môn: Hoá Sinh Thực Phẩm- Protein là một trong những nguồn cung cấp năng lượng cho cơ thể. - 1g protein cung cấp 4kcal.Tóm lại, về mặt cung cấp năng lượng có thể thay thế protein bằng những chất dinh dưỡng khác nhưng về mặt tạo hình thì không có chất dinh dưỡng nào có thể thay thế nó. Sẽ không có sự sống nếu không có protein vì 3 chức năng chính của vật chất sống là phát triển, sinh sản và dinh dưỡng đều liên quan chặt chẽ đến protein.1.2. Vai trò protein trong thực phẩm:Protein là chất có khả năng tạo cấu trúc, hình khối, trạng thái cho các sản phẩm thực phẩm. Nhờ có khả năng này mới có qui trình công nghệ sản xuất ra các sản phẩm tương ứng từ nguyên liệu giàu protein. Ví dụ: nhờ có protein tơ cơ của thịt, cá mới tạo ra được cấu trúc gel cho các sản phẩm như giò lụa kamaboko. Công nghệ sản xuất bánh mì là dựa trên cơ sở tính chất tạo hình, tính chất cố kết và tính chất giữ khí của hai protein đặc hữu trong bột mì là gliadin và glutenin.Protein trong bột mì như gluten có khả năng giữ kết cấu, giữ khí cho bánh mì, làm cho bánh trở nên xốp.Protein có trong malt được hòa tan trong bia, tạo độ bền của bọt trong bia.Nhờ tính chất đặc thù của cazein trong sữa mới chế tạo ra được 2000 loại phomat hiện nay trên thế giới.Gelatin của da có khả năng tạo gel, được sử dụng để tạo màng dùng bọc kẹo, bao viên thuốc.Protein còn gián tiếp tạo nên chất lượng của thực phẩm:Các acid amin tương tác với đường và tạo màu, hương cho bánh mì, acid amin kết hợp với polyphenol tạo hương đặc trung cho trà trong công nghệ sản xuất trà,…Hình thơm đặc trưng của chè gồm tới 34 cấu tử thơm cũng nhờ các acicamin và các polyphenol của lá chè tương tác với nhau khi gia nhiệt.Các protein còn có khả năng cố định cố định mùi tức là khả năng giữ hương được lâu bền cho thực phẩm.2. Tổng quan về ngũ cốc:2.1 Lúa(Oryza sativa L) Tiểu luận môn: Hoá Sinh Thực PhẩmGạo là một sản phẩm lương thực thu từ cây lúa. Hạt gạo thường có màu trắng, nâu hoặc đỏ thẫm, chứa nhiều dinh dưỡng. Hạt gạo chính là nhân của thóc sau khi tách bỏ vỏ trấu và cám. Gạo là lương thực phổ biển của gần một nửa dân số thế giới. Thành phần hóa học của gạo trắng:Chất khô Hàm lượng % (so với chất khô)Tối thiểu Trung bình Tối đaTinh bột 47.7 68 56.2Protein 6.6 10.4 8.7Xelluloza 8.7 12 9Đường 0.1 4.5 3.2Chất béo 1.6 2.5 1.9Tro 4.7 6.9 5.8Trong gạo chứa rất ít chất béo: chất béo chứa acid béo no (miristic, palmitic, steric), chất béo chứa acid béo không no (oleic, linoleic) 2.2 Hạt lúa mì Lúa mì được trồng nhiều nhất trên thế giới và phân bố gần khắp các vùng. Nó là cây lương thực thuộc họ hòa thảo, không ưa nóng và chịu lạnh nên được trồng nhiều hơn cả ở các nước khí hậu lạnh như Nga, Mỹ, Úc, Canada .Lúa mì rất đa dạng và phong phú, khoảng 20 dạng. Tỷ lệ khối lượng từng phần hạt lúa mì (theo % khối lượng toàn hạt)Các phần của hạt Cực tiểu Cực đại Trung bìnhNội nhũLớp alơrôngVỏ quả và vỏ hạtPhôi 78.333 258.082.2283.699.4810.804.0081.606.548.923.24Thành phần hóa học trung bình của lúa mì theo % như sau:Thành phần Hàm lượng (%)Nước 14 - 15 % Tiểu luận môn: Hoá Sinh Thực PhẩmChất béo 2.3 – 2.8 %Ðường trước chuyển hóa 0.1 – 0.15 %Ðường sau chuyển hóa 2.5 - 3%Tro 1.8 - 2 %Protein 13 -15%Tinh bột 65 - 68%Pentoza 8 - 9 %Xelluloza 2.5 – 3%Ngoài các chất trên, trong lúa mì còn có một lượng dextrin, muối khoáng, sinh tố, chất men và một số chất khác.Các chất này phân bố không đều trong từng phần của hạt. Protein chủ yếu tập trung ở nội nhũ và lớp alơrông còn chất béo chủ yếu lại ở vỏ. Trong vỏ còn nhiều xelluloza, pentoza, và chất tro. Trong phôi thì nhiều đường và chất béo.Sự phân bố các chất trong hạt lúa mì (xem mỗi chất trong hạt là 100%)Các phần của hạtProtein Tinh bột Chất béoÐường Xenluloza Pentoza TroHạtNội nhũVỏ và alơrongPhôi10065278100100--1002555201006515201005905100286841002070102.3. Ngô ( Zea mays L.)Thành phần hoá học của hạt ngôThành phần Hàm lượng (%)Tinh bột 69%Protein 12.53%Chất béo 4.25%Xelluloza 1.71%Pentoza 4.05%Tro 1.35% Tiểu luận môn: Hoá Sinh Thực PhẩmCác chất khác 1.86%Tinh bột các giống ngô thông thường có khoảng 27% amylase và 73% amylopectin. Xelluloza và pentoza là thành phần chủ yếu của vỏ.Đường trong ngô chiếm khoảng 1,0-3,0%. Khoảng 2/3 tập trung trong phôi. Chất béo trong ngô có tới 98% ở dạng glyxerid của các acid béo.Chất tro trong ngô gồm nhiều thành phần nhưng nhiều hơn cả là phốt pho, acid, kim loại kiềm và kiềm thổ.2.4. Hạt kê:Kê là tên gọi chung để chỉ một vài loại ngũ cốc có thân cỏ giống lúa, hạt nhỏ, thoạt nhìn tương tự cỏ lồng vực nhưng hạt to và mẩy hơn. Hạt kê làm lương thực như gạo cho người ăn hoặc chim chóc. Lượng vitamin B1, B2 có trong hạt kê cao hơn từ 1 - 1,5 lần so với lúa gạo. Ngoài ra trong hạt kê còn có chứa nhiều nguyên tố vi lượng khác như methionine (một amino axit thiết yếu) vì thế loại hạt này có tác dụng duy trì tế bào não, tăng cường trí nhớ và làm giảm quá trình lão hóa.2.5. Yến mạch Ngoài lượng protein nhiều hơn gạo, yến mạch còn có hàm lượng bột mì cao hơn 1,6 - 2,6 lần, hàm lượng chất béo cũng cao hơn 2 - 2,5 lần so với gạo. Tuy hàm lượng dinh dưỡng cao nhưng yến mạch lại được coi là một trong những loại thực phẩm ăn kiêng hàng đầu.2.6. Đậu tương:Đậu tương thuộc họ Ðậu (Fabaceae), đặc điểm của hạt đậu tương giàu hàm lượng protein, chính vì vậy là cây thực phẩm quan trọng cho người và gia súc Cấu trúc và thành phần cùa hạt đậu tương: Tiu lun mụn: Hoỏ Sinh Thc PhmHt u tng gm cú ba phn: v, cỏc lỏ mm v tr di l mm. Bng thnh phn hoỏ hc trung bỡnh cỏc phn ca ht u tng:Cỏc phn ca ht u tng% trng lng ca htThnh phn % trng lng khụProtein (Nx6.25)Lipit Gluxit (k c x)TroHt nguyờnLỏ mmVTr di lỏ mm100808240438.8412023111352986434.95.04.34.4Cỏc gluxit trong ht u tng thng cú: cỏc polysaccarit khụng ho tan nh nemixellyloza kiu arabinogalactan, cỏc pectin, xenlluloza v cỏc olilgosacarit nh hexoza, sacaroza, rafinaza, stachinaza, verbascaza.Tro ca u tng rt giu st v km.Ngoi cỏc thnh phn trờn trong ht u tng cũn cú cỏc mui khoỏng Ca, Fe, Mg, P, K, Na, S; cỏc vitamin A, B1, B2, D, E, F; cỏc enzyme, sỏp, nha, cellulose.3. H thng protein ca ng cc:Trong ni nh ht lỳa mỡ v cỏc loi ng cc khỏc protein cựng vi tinh bt di dng d tr .Trong ht lỳa mỡ cha thun thc, phn ln protein d tr ny nh v trong cỏc th protein hỡnh cu, cú mng bao bc v cú ng kớnh 2 -5àm. Khi ht lỳa mỡ chớn, mng bao th protein ny b phỏ hy v cỏc protein d tr to ra mt th cht kt dớnh vụ nh hỡnh bao ly xunh quanh cỏc ht tinh bt. Trỏi li vi cỏc ht h u v cỏc ht cc khỏc khi chớn, cỏc protein ny vn tn ti.Hm lng protein l mt c tớnh cú th truyn li bng di truyn, song nhng bin d cú liờn quan n di truyn ch khong 5%. Cỏc iu kin canh tỏc, c bit l ụ phỡ nhiờu ca t cú nh hng rt ln n hm lng protein ca ht cng nh n nng sut ht.Ngi ta thng thy cú mt mi tng quan õm giu nng sut ht v hm lng protein ca ht cú l l do nhu cu nng lng tng hp ra protein cao hn so vi gluxit. [...]... protein của ngũ cốc trong quá trình bảo quản và chế biến 5.1 Những biến đổi của protein trong quá trình bảo quản nguyên liệu hạt: Sự biến đổi của các hợp chất có nitơ trong quá trình bảo quản: Protein là những hợp chất chứa nitơ trong nông sản nói chung và ngũ cốc nói riêng Nó là thành phần dinh dưỡng của các loại ngũ cốc và có giá trị dinh dưỡng cao Tiểu luận môn: Hoá Sinh Thực Phẩm Trong quá trình bảo. .. Biến đổi do nhiệt: Trong quá trình gia công kĩ thuật các nguyên liệu giàu protein như ngũ cốc 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 Gia nhiệt: Khi gia nhiệt vừa phải thì protein ngũ cốc sẽ bị biến. .. trong quá trình nhào, nhiệt độ của khối bột nhào có tăng lên đôi chút do năng lượng của quá trình cơ học chuyển thành nhiệt Nhưng nếu tốc độ của cánh mày nhào khoảng 25-40 vòng/phút thì nhiệt độ tăng lên không đáng kể Các quá trình xảy ra trong khối bột nhào không có tính chất độc lập mà có quan hệ tương hỗ, và gây nên sự biến đổi liên tục về tính chất vật lí của khối bột nhào trong các khâu của quá trình. .. 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... trình bảo quản, nói chung nitơ tổng số hầu như không thay đổi hoặc thay đổi rất ít Nhưng nitơ phi protein hòa tan thay đổi khá nhiều, chúng phân giải thành các acid amin làm cho lượng acid amin tăng lên Do đó, lượng nitơ protein giảm xuống và nitơ phi protein trong quá trình này tăng lên một cách rõ rệt Trong những công trình nghiên cứu của Gasiorowski về hạt lúa mì bảo quản ở trạng thái tươi ẩm trong. .. ông đã phát hiện thấy sự tăng lên của hàm lượng Nito phi protein sau 15 tuần lễ bảo quản Theo tài liệu của Mori (1944) phát hiện thấy rằng trong thời gian cất giữ các loại ngũ cốc thì nitơ protein giảm, còn nitơ phi protein tăng liên kết S-H giảm và có thể chuyển thành S-S Sự thay đổi này một mặt là do hô hấp oxi và một mặt do tác dụng của men Nguyên nhân gây biến chất và quá trình chuyển hóa: Thông... 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 Giảm nhiệt: Kìm hãm hoạt động của vi sinh vật ở nhiệt độ trên dưới 00c Tăng phẩm chất cho ngũ cốc Làm hại cấu trúc tế bào Ứng dụng trong công nghệ sản xuất các sản phẩm từ ngũ cốc: Trong sản xuất bánh mì: Các quá trình keo xảy ra trong bột nhào khi nướng Các quá trình keo xảy ra chủ yếu trong. .. quan trọng trong quá trình tạo cấu trúc của protein như tạo dạng paste, dạng sợi và ép đùn nhiệt dẻo sự biến tính protein do nén, cắt tạo điều kiện sắp xếp lại các mạch polypeptid, trao đổi các cầu nối disulfua và tạo thành mạng lưới protein Ứng dụng: Trong sản xuất bánh mì: Nhào bột là khâu rất quan trọng có ảnh hưởng rõ rệt đến các khâu tiếp theo của quá trình kĩ thuật và chất lượng của bánh mì... 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 Protein đậu nành ( đặc biệt là protein isolate), có khả năng nhũ tương hóa mạnh Khả năng làm bền nhũ tương của protein isolate đậu nành được tính theo chỉ số hoạt tính nhũ tương hóa ( số m2 của bề mặt phân chia được làm bền bởi 1g protein) : 41... thuật Trong sản xuất sữa đậu nành: Là một loại thức uống bổ dưỡng, giàu dinh dưỡng Thành phần chính chủ yếu là nước và đậu nành Khi xay dưới tác dụng của lực cắt protein bị biến tính, làm vỡ các tập hợp protein thành các tiểu phần tử, tạo thành dung dịch protein 5.2.3 Biến đổi do enzym: Trong quá trình bảo quản ngũ cốc thường xảy ra hiện tượng ôi thối làm mất giá trị dinh dưỡng Nguyên nhân của hiện . trong bảo quản và chế biến thực phẩm như thế nào? Đây cũng chính là nội dung của bài tiểu luận: Tìm hiểu về sự biến đổi của protein của ngũ cốc trong quá trình. mùi.....................................................................285. Những biến đổi của protein ngũ cốc trong bảo quản và chế biến. .......................285.1 Những biến đổi protein ngũ cốc trong bảo quản nguyên