Tìm hiểu về sự biến đổi của protein của trứng và sữa trong quá trình bảo quản, chế biến

Tìm hiểu về sự biến đổi của protein của trứng và sữa trong quá trình bảo quản, chế biến

LỜI MỞ ĐẦU  Ðặc điểm của cơ thể sống là trao đổi vật chất thường xuyên với môi trường bên ngoài Cơ thể lấy oxy, nước và thức ăn từ môi trường Khẩu phần của con người là sự phối hợp các thành phần dinh dưỡng có trong thực phẩm và nước một cách cân đối thích hợp với nhu cầu của cơ thể Những chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể sống là các chất sinh năng lượng bao gồm protein, lipit, gluxit và các chất không sinh năng lượng bao gồm các vitamin, các chất khoáng và nước Protein là thành phần dinh dưỡng quan trọng nhất, chúng có mặt trong thành phần của nhân và chất nguyên sinh của các tế bào Quá trình sống là sự thoái hóa và tân tạo thường xuyên của protein Vì vậy, hàng ngày cần ăn vào một lượng đầy đủ protein Protein của trứng sữa là loại aminoacid cần thiết cho cơ thể, tỷ lệ phù hợp nên dễ hấp thu, có thể hấp thu trên 94% Việc nghiên cứu hệ thống, tính chất, chức năng và những biến đổi của protein trứng sữa trong quá trình chế biến và bảo quản là rất cần thiết trong thực tế sản xuất và đời sống  Trang 1 NỘI DUNG GIỚI THIỆU CHUNG Protein (Protit hay Đạm) là những đại phân tử được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân mà các đơn phân là acid 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 các bậc cấu trúc không gian khác nhau của protein Cấu trúc chung của axit amin 1 Vai trò dinh dưỡng của protein - Protein là yếu tố tạo hình chính, tham gia vào thành phần các cơ bắp, máu, bạch huyết, hocmôn, 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 (tuần hoàn, hô hấp, sinh dục, tiêu hóa, bài tiết hoạt động 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 4 Kcal, nhưng 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 Trang 2 ngừng lớn hoặc chậm phát triển, mỡ hóa gan, rối loạn hoạt động nhiều tuyến nội tiết (giáp trạng, sinh dục), thay đổi thành phần 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 2 Giá trị dinh dưỡng của protein Các protein cấu thành từ các axit amin và cơ thể sử dụng các axit amin ăn vào để tổng hợp protein của tế bào và tổ chức Thành phần axit amin của cơ thể người không thay đổi và cơ thể chỉ tiếp thu một lượng các axit amin hằng định vào mục đích xây dựng và tái tạo tổ chức Trong tự nhiên không có loại protein thức ăn nào có thành phần hoàn toàn giống với thành phần axit 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 axit amin cân đối nhất Có 8 acid amin cơ thể không thể tổng hợp được hoặc chỉ tổng hợp được một lượng rất ít đó là lizine, tryptophan, phenynalaninin, leucine, izoleucine, valine, treonine, methionine Người ta gọi chúng là các axit amin cần thiết Giá trị dinh dưỡng một loại protein cao khi thành phần axit amin cần thiết trong đó cân đối và ngược lại Các loại protein nguồn gốc động vật (thịt, cá, trứng, sữa) 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 lý sẽ tạo nên giá trị dinh dưỡng cao của khẩu phần Ví dụ gạo, ngô, mì nghèo lizin còn đậu tương, lạc, vừng hàm lượng lyzin cao, khi phối hợp gạo hoặc mì hoặc ngô với đậu tương, vừng , lạc sẽ tạo nên protein khẩu phần có giá trị dinh dưỡng cao hơn các protein đơn lẻ 3 Nguồn protein trong thực phẩm - Thực phẩm nguồn gốc động vật (thịt, cá, trứng, sữa) là nguồn protein quý, nhiều về số lượng, và cân đối hơn về thành phần và đậm độ axit amin cần thiết cao Trang 3 - Thực phẩm nguồn gốc thực vật (đậu tương, gạo, mì, ngô, các loại đậu khác ) là nguồn protein quan trọng Hàm lượng axit amin cần thiết cao trong đậu tương còn các loại khác thì hàm lượng axit amin cần thiết không cao, tỉ lệ các axit amin kém cân đối hơn so với nhu cầu cơ thể A.HỆ THỐNG PROTEIN TRỨNG, TÍNH CHẤT VÀ CHỨC NĂNG CỦA CHÚNG,NHỮNG BIẾN ĐỔI TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN 1 HỆ THỐNG PROTEIN CỦA TRỨNG: 1.1 Thành phần và cấu trúc của trứng gà: Trọng lượng bình quân của một quả trứng gia cầm: Gà :60-65 Vịt: 60-80 Ngỗng: 150-170 Cun cút: 10-15 Cấu trúc của trứng: 1- Lớp màng protein ngoài vỏ 2- Vỏ cứng 3- Màng trong 4- Buồng hơi 5- Lòng trắng Trang 4 6- Dây chằng 7- Màng noãn hoàn 8- Lòng đỏ 9- Đìa phôi Cấu trúc của một quả trứng là hình elip: một đầu nhọn, một đầu tù, bao gồm: - Màng ngoài vỏ là lớp tiểu bì protein dày 10 – 30μm ít tan trong nước, có tính chất gần giống như colagen, có tác dụng hạn chế sự bốc hơi nước, ngăn ngừa sự xâm nhập của vi sinh vật qua vỏ vào lòng trắng Vì thế nếu lau rửa hay cọ xát làm tổn thương lớp màng này mà không có biện pháp bảo vệ (sát trùng, bao gói) thì vi sinh vật dễ xâm nhập vào trứng gây ung hỏng nhanh Sự tồn tại của lớp màng này là dấu hiệu đánh giá mức độ tươi mới của trứng - Vỏ ngoài có cấu trúc mạng lưới protein trên đó có bám các tinh thể CaCO3 (90% khối lượng vỏ), MgCO3 (1%) và Ca3(PO4)2 (1%) Trên bề mặt vỏ có những lỗ nhỏ thấm khí: 10000 lỗ/trứng để cho phôi có thể hô hấp khi ấp trứng - Màng trứng do các sợi protein-saccarit tạo nên có bề mặt dày 70μm Khi bị biến tính nhiệt (luộc trứng) màng này trở nên dai và bền chắc, dễ tách khỏi lòng trắng - Buồng hơi: trứng vừa mới đẻ thì màng trong dính vào vỏ Sau một thời gian, nhiệt độ của trứng giảm dần, khí và hơi nước trong ruột trứng thoát ra ngoài qua các lỗ trên vỏ, thể tích ruột trứng giảm đi, ở đầu tù của trứng, lớp màng dần dần tách khỏi vỏ tạo nên buồng hơi Kích thước của buồng hơi tăng dần theo thời gian Trang 5 - Lòng trắng (albumin) gồm 3 lớp: lớp ngoài lỏng (23%), lớp giữa đặc (57%), lớp trong lỏng (20%), khi bị vỡ thì chính lớp albumin đặc giữa bao lấy lòng đỏ Albumin là dịch thể gồm các protein hình cầu như: ovalbumin, conalbumin, ovogolbulin, flavoprotein , ovoglucoprotein, ovomacroglobulin, avidin và một protein hình sợi là ovomuxin Trong albumin trứng còn có 0,5% glucoza tự do, đây là tác nhân gây nên phản ứng làm sẫm màu phienzim, có thể loại trừ phản ứng này bằng enzim glucooxidoza (đã được ứng dụng trong công nghệ) - Dây chằng cũng là một loại albumin đặc để giữ cho lòng đỏ luôn ở trung tâm quả trứng Nếu trứng để lâu hay trứng bị hư hỏng thì lòng trắng trứng và dây chằng bị chảy loãng (vừa lòng trắng), khi đó lòng đỏ có thể bị di chuyển tự do hoặc trộn lẫn với lòng trắng trứng, khi trứng vỡ thì ruột trắng chảy loãng, không phân biệt được lòng đỏ Thành phần ovalbumin chiếm nhiều nhất lòng trắng (58,4%), nó có 4 nhóm – SH và 2 cầu Đi-sunfua – S – S – , có khả năng tạo gel tốt, tạo bọt tốt khi đánh khuấy, bọt ổn định khi làm lạnh, làm bền bọt khi gia nhiệt Các albumin có tính kháng khuẩn (trực tiếp hay gián tiếp: tạo phức với vitamin, kim loại, độc tố) góp phần bảo vệ phôi của trứng: albumin tươi nói chung là khó tiêu hóa, chỉ sau khi biến tính nhiệt (luộc, rán chín) mới có thể tiêu hóa dễ dàng, đó là do thành phần ovomuxin là một antitripxin (enzim kháng tiêu hóa protein) và có 1 số globulin không chịu tác dụng của enzim tiêu hóa - Lòng đỏ: gồm các hạt protein phân tán trong dung dịch protein, hạt hình cầu đường kính 1,3 – 20 μm do 3 kiểu protein liên kết với nhau thành một phức bao gồm: lipovitelin và phosvitin là 2 hợp phần cơ sở, còn lipoprotein sẽ đính với phức qua cầu nối trung gian phosvitin Các lipovitelin là protein nặng có thể tách thành 2 dạng β, α, lipovitelin Phosvitin là một phosphoprotein rất giàu serin ( chiếm 31% lượng axitamin của lòng đỏ) có khả năng cố định các ion sắt Dung dịch của lòng đỏ (dịch tương) bao gồm livetin và lipoprotein nhẹ Livetin là một protein hình cầu với 3 dạng γ, β, α, khác nhau về phân tử lượng Trang 6 Chúng có thể tách ra 2 phần: L1 có phân tử lượng 10 triệu và L3 có phân tử lượng3triệu Lòng đỏ chứa gần như toàn bộ lipit của trứng chủ yếu là triglixerit (60%), phosphatit(28%)vàcholesterol(5%) - Cường độ màu của lòng đỏ phụ thuộc vào hàm lượng carotenoit của thức ăn và điều kiện chăn thả Gia cầm nuôi thả tự nhiên, ăn thức ăn tự nhiên thì trứng có lòng đỏ màu sắc đẹp hơn so với gia cầm nuôi theo lối công nghiệp Khi luộc trứng hoặc dùng các xử lý nhiệt khác (rán) thì lòng đỏ đặc lại mùi vị bùi, béo đặc trưng, đặc biệt từ lòng trắng có thể giải phóng ra H2S, có thể tác dụng với Fe của lòng đỏ tạo kết tủa đen FeS (vết đen trên bề mặt lòng đỏ đã chín) - Đáng chú ý là thành phần acid amin của trứng rất cân đối, ổn định, gần như không phụ thuộc vào giống thức ăn, điều kiện nuôi dưỡng gia cầm, Vì vậy trong dinh dưỡng học người ta coi protein trứng là loại hoàn thiện và lấy nó làm chuẩn dinh dưỡng ( các chỉ số: giá trị sinh học (BV), tỉ lệ hiệu quả protein (PER), thang giá trị hóa học(CS), chỉ số axitamin cần thiết (EAAI), giá trị thay thế protein (PRV) 1.2 Các Protein của lòng trắng trứng: Thành phần hóa học trong lòng trắng trứng gà Các tiểu phần protein của lòng trắng trứng Thành phần Tỷ lệ (%) Ovoalbumine 58.4 Ovomucoide 14.1 Ovomucine 2.0 Ovoconalbumine 13.2 Ovoglobuline 11.9 Ovoalbumine là protein giàu nhất của lòng trắng, là một phosphoglucoprotein có gốc phosphat đính vào gốc serin, có chứa 3.5% gluxit dưới dang một “đơn nguyên” với khối lượng phân tử là 1570 gồm 5 gốc D- maroza và 3 gốc D- glucosamin Phân tử Ovoalbumine có 4 nhóm -SH và hai cầu đisunfua Trong thời gian bảo quản số cầu đisunfua sẽ tăng lên do hình thành ra S- Ovoalbumine thì Trang 7 khả năng tạo gel bị giảm Ovoalbumine rất dễ bị biến tính bề mặt do đó cũng có tác dụng ổn định các bọt tạo ra khi ở nhiệt độ thấp Ovoconalbumine là một glucoprotein, có chứa 0.9% D- manoza và 1.7% glucosamin, do hai tiểu đơn vị tạo nên Ovoconalbumine tạo phức được với các cation kim loại hóa trị và ba như: Cu2+, Zn2+, Al3+, Fe3+ Ở pH = 6 một nhóm Ovoconalbumine có thể đính được hai ion kim loại Phụ thuộc vào bản chất của kim loại mà phức sẽ có màu (màu đỏ với Fe, màu vàng với Cu) hoặc không Ở phức với kim loại thì bền với nhiệt độ hơn protein lúc đầu Ovomucoide là một gluprotein chứa 0.5- 4% D- galactoza, 7- 8% mantoza, 10- 18% D- glucosamin và 0.03- 2.2% acid xialic Đơn nguyên gluxit nối với phân tử protein gốc asparagin Phân tử do ba tiểu đơn vị tạo nên Ovomucoide có hoạt tính antitripxin và có hoạt tính rất chịu nhiệt trừ khi ở trong môi trường kiềm Ovomucine là một glucoprotein do hai tiểu đơn vị lập nên, có chứa gần 30% gluxit (6- 23% hexoza, 6- 16% hexoamin và 1- 14% acid xialic) Do các gốc xialic tích điện tạo ra lực đẩy tĩnh điện làm cho có cấu trúc thớ và cấu trúc nhớt của lòng trắng trứng giữa Ovomucine cũng làm bền bọt ở lạnh Nói chung các protein của lòng trắng trứng có tính kháng khuẩn trực tiếp hoặc gián tiếp (phức với vitamin hoặc với kim loại), góp phần bảo vệ phôi cũng như khả năng bảo quản của trứng Khi mới đẻ ra coi như đã tiệt trùng, nhưng ngoài vỏ có rất nhiều vi khuẩn do phân gà mang đến, đặc biệt là salmonella Khi rửa trứng thường làm cho vi khuẩn xâm nhập vào trứng dễ dàng do mất lớp tiểu bì protein bảo vệ cũng như nước chui vào kéo theo vi khuẩn Do đó sau khi rửa, trứng phải được làm khô ngay Các protein của lòng trắng trứng nguyên là khó tiêu hóa, chỉ sau khi nấu mới trở nên dễ dàng Có lẽ là do hoạt tính kháng tripxin của Ovomucoide cũng như do tính chống chịu đối với enzym tiêu hóa của một số globulin không bị biến tính Trang 8 Sự chuyển Ovoconalbumine thành S- Ovoconalbumine , sự phân ly phức Ovomucine – lizozim kèm theo phá hủy gel Ovomucine , là những phản ứng quan trọng xảy ra trong thời gian bảo quản trứng làm tổn thất ít ra là từng phần các tính chất tạo gel và tạo bọt cũng như khả năng hóa lỏng của lòng trắng trứng Sự tổn thất CO2 trong trứng xảy ra thường xuyên bắt đầu ngay sau khi trứng mới đẻ và sẽ gia tăng khi nhiệt độ tăng do đó sẽ làm tăng giá trị pH của lòng trắng trứng từ 7.6 lên 9.7 Có thể bảo quản hay sơ chế trứng bằng các phương pháp: bảo quản lạnh từ t = 10C, độ ẩm là 90% trong 6 tháng, bảo quản trứng trong khí quyển đặc có 2,5% CO2 hay khí trơ khác như N2, nhúng trứng vào dầu khoáng, parafin nóng chảy để bịt các lỗ thông hơi trên vỏ, chần trứng (để làm đông tụ nhanh 1 lớp mỏng protein dưới màng trong), bao gói kín, chế biến trứng muối (dung dịch NaCl, Ca(OH)2) 1.3 Các Protein của lòng đỏ trứng: Các hạt có mặt lơ lửng trong lòng đỏ là do ba kiểu protein liên kết với nhau thành một phức, trong đó lipovitelin và phosvitin là hai hợp phần cơ sở Các lipoprotein nhẹ sẽ đính vào phức qua phosvitin làm cầu nối trung gian Các lipovitelin là lipoprotein nặng có thể tách ra thành α- và β- lipovitelin Khi pH < 7 chúng tồn tại dưới dạng đime Phần lipit của protein này (chiếm 20% trọng lượng) là do 60% phospholipit và 40% lipit trung tính tạo nên Phosvitin là một phosphoprotein rất giàu serin (chiếm 21% tổng lượng acid amin) Phosvitin có khả năng cố định các ion sắt Các phức tạo ra tan trong nước và là nguồn dự trữ sắt Dịch tương chứa hai kiểu protein: livetin và lipoprotein nhẹ Livetin là protein hình cầu Có ba loại livetin: α, β, γ với khối phân tử khác nhau Các lipoprotein nhẹ có thể tách ra thành hai phần L1 có khối lượng phân tử lớn 10 triệu và L2 có khối lượng phân tử 3 triệu Phần lipit của phân tử này chiếm tới 86% Trang 9 Khi lòng đỏ trứng đã đông và được bảo quản ở -60C thì độ nhớt của sản phẩm sau khi tan giá thường được tăng lên rất nhiều so với trước Sự biến đổi thuận nghịch này có được là do sự tập hợp các lipoprotein nhẹ Khả năng tạo gel sẽ càng mạnh khi bảo quản ở -500C Nếu thêm các chất làm hạ điểm đóng băng thì càng có hiệu quả (chẳng hạn sacaroza hoặc muối nồng độ 8- 10%, glyxerin 5%) Khi nấu trứng (hoặc các xử lý nhiệt độ khác) thì lòng đỏ đặc lại và trở lên khô, đồng thời từ một số protein của lòng trắng giải phóng ra H2S Nếu nấu kéo dài hoặc nếu trứng không được làm lánhau khi nấu thì H2S sẽ phản ứng với sắt có mặt trong lòng đỏ trứng để tào ra sắt sunfua kết tủa màu đen Người ta có thể thực hiện phản ứng này để thu được trứng hoàn toàn đen và có chất lượng Trứng nguyên, lòng đỏ hoặc lòng trắng trứng có thể thêm đường hoặc thêm muối để bảo quản Lòng trắng trứng đã cô đặc có đường thường chứa 40% (theo trọng lượng) sacaroza, 1% natri clorua và 40% nước có thể bảo quản ở nhiệt độ thường trong nhiều tháng Lòng đỏ mặn có đường, chứa 10% natri clorua và 10% sacaroza có hoạt độ nước là 0.85 Các protein của trứng giàu các acid amin cần thiết Đáng chú ý là thành phần acid amin của trứng rất ổn định, gần như không phụ thuộc vào giống, thức ăn và phương pháp nuôi động vật 2.TÍNH CHẤT VÀ CHỨC NĂNG: - Albumin (Latin: albus, trắng): còn được gọi là "phôi nhu" khi liên quan đến lòng trắng trứng, tan trong nước, bị kết tủa ở nồng độ muối (NH4)2SO4 khá cao (70-100% độ bão hòa) Tinh thể albumin lòng trắng trứng được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực Các chất có chứa albumin, chẳng hạn như lòng trắng trứng , được gọi là albuminoids Khối lượng phân tử của các protein thuộc nhóm này rất khác nhau, từ 12 000 – 60 000 dalton, hoặc có thể đến 170 000 dalton Albumin lòng trắng trứng là nguồn cung cấp axit amin cho phôi phát triển, là nguồn dự trữ chất dinh dưỡng thuộc loại protein dự trữ - Ovoalbumine: Ovalbumin chính là protein được tìm thấy trong lòng trắng trứng, chiếm 58.4% của tổng số protein.Chức năng của ovalbumin là không rõ, Trang 10 ... THỐNG PROTEIN SỮA, TÍNH CHẤT VÀ CHỨC NĂNG CỦA CHÚNG, NHỮNG BIẾN ĐỔI TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN HỆ THỐNG PROTEIN SỮA: Trong dung dịch có chứa hai kiểu protein khác nhau: - Protein. .. TRỨNG, TÍNH CHẤT VÀ CHỨC NĂNG CỦA CHÚNG,NHỮNG BIẾN ĐỔI TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN HỆ THỐNG PROTEIN CỦA TRỨNG: 1.1 Thành phần cấu trúc trứng gà: Trọng lượng bình quân trứng gia cầm: Gà... trắng trứng từ 7.6 lên 9.7 Có thể bảo quản hay sơ chế trứng phương pháp: bảo quản lạnh từ t = 10C, độ ẩm 90% tháng, bảo quản trứng khí đặc có 2,5% CO2 hay khí trơ khác N2, nhúng trứng vào dầu