Phân tích sự biến đổi của protein trong nạc cá

Câu hỏi: Hãy phân tích và trình bày sự biến đổi của protein trong nạc cá từ khi cá được đánh bắt lên bờ đến khi cá phân hủy. Trả lời Từ khi cá đánh bắt lên bờ đến khi cá phân hủy thì trải qua 4 giai đoạn: 1. Giai đoạn tiết dịch nhày – tiền co cứng xác. 2. Giai đoạn co cứng xác. 3. Mềm xác – tự phân. 4. giai đoạn thối rửa. Tuy nhiên các giai đoạn này xảy ra chồng chéo kên nhau nên rất khó xác định bắt đầu khi nào và kết thúc khi nào. Dựa vào những dấu hiệu bên ngoài hình thể mà xác định từng giai đoạn. Mỗi giai đoạn xảy ra dài hay ngắn phụ thuộc vào các yếu tố sau; loài, giai đoạn phát triển, kích thước, điều kiện đánh bắt và môi trường bảo quản. 1 Giai đoạn tiết dịch nhày – tiền co cứng xác. 1.1 Dấu hiệu nhận biết: • Bên ngoài da dịch nhày tiết ra nhiều và nhớt • Khi cá chết thì thân cá duỗi hoàn toàn • Thân cá mềm, dể uốn • Cơ thịt có tính đàn hồi cao và có màu xẩm đỏ. 1.2 Điều kiện hoạt động.  Do môi trường sống thay dổi nên hệ thống dịch nhày trong cơ thể tiết ra nhiều để bảo vệ cơ thể.  Do tập tính và phản xạ bình thường của cá khi nguồn cung cấp ôxy qua mang không có nên cá vùng vẩy rất nhiều  Cá chết vì thiếu ôxy. 1.3 Các quá trình và biến đổi bên trong.  Quá trình tiết dịch nhày : cơ thể cá tiết dịch nhày rất nhiều để bảo vệ cơ thể giảm ma sát, thông thường có độ dày từ 2-3mm. Tuy nhiên vẫn phụ thuộc nhiều vào từng loài cá. Dịch nhày lúc đầu trong suốt, không mùi có độ dẻo cao sau đó chuyển sang màu đục hơn có mùi chua và tanh hơi lỏng.  Nguồn ôxy cung cấp cho hệ tuần hoàn ngừng cung cấp nên cá mỏi mệt về sinh lý và hệ thần kinh, thiếu thức ăn và quá trình vùng vẩy của cá tốn rất nhiều ATP và ôxy trong máu và trong mô cơ tích lũy nhiều chất như glycogen và acid lactic nên quá trình trao đổi giữa hệ tuần hoàn và mô bào bị kiềm hãm mất dần khả năng tiêu thụ ôxy acid lactic tích lũy nhiều trong máu. Đây là nguyên nhân dẫn đến cá chết ngạt  Các chu trình trong cơ thể vẩn diễn ra bình thường : chu trình đường phân EM và chu trình Krebs vẫn diễn ra vì lúc này nguồn cung cấp ôxy cho hai chu trinh này vẫn còn vì nguồn ôxy trong mô bào vẫn còn.  Vì hệ tuần hoàn ngừng hoạt động nên nguồn cung cấp ôxy và chất dinh dưỡng cho mô bào ngày càng cạn kiệt. Mô bào từ môi trường hiếu khí sang yếm khí (chu trình EM, krebs yếu dần ). Các quá trình sống trong tế bào ngừng hoạt động dẫn đến chết tế bào dẫn đến chết từng bộ phận trong cơ thể. Tính đến giai đoạn này thì một số bộ phận khác của cơ thể vẫn hoạt đông bình thường.  Cơ thể của cá vẫn điều hòa được pH là trung tính ( pH = 7 ). Cuối giai đoạn này vi sinh vật phát triển rất mạnh bên ngoài da vì trong thành phần của chất nhày có (muxin) là điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển nhưng chưa có điều kiện thuận lợi để xâm nhập vào mô bào của cá.  Ở giai đoạn này chưa có yếu tố nào, quá trình nào ảnh hưởng tới protein của nạc cá. Protein của nạc cá chưa có sự phân giải ở giai đoạn này 2 Giai đoạn co cứng xác. 2.1 Các dấu hiệu đặc trưng để nhận biết • Toàn thân co cứng lại thành một khối và cơ thịt cá nóng • Cơ mắt có tình đàn hồi cao • Miệng và mang khép lại chặt • Dịch nhày trở nên lỏng hơn và chuyển sang màu đục 2.2 Điều kiện hoạt động.  Do nguồn ôxy trong cơ thể của cá ngày cạn kiệt nên tiếp tục quá trình chết từng phần của cơ thịt cá. Cuối giai đoạn này cá chết hoàn toàn  Cơ thịt cá mất khả năng hydrat hóa do : pH giảm, ATP phân hủy, sự tạo thành actomiozin  Sự thay đổi của pH từ trung tính sang acid do: quá trình phân hủy glycogen đã sinh ra nhiều acid lactic làm cho môi trường có tính acid 2.3 Các quá trình và biến đổi bên trong • Quá trình phân giải glycogen Glycogen trong cơ thể cá phân giải bằng hai con đường: đường phân Embden khoảng 85% sản phẩm sinh ra đáng chú ý là ATP và acid lactic chính vì acid lactic sinh ra nhiều nên làm pH giảm xuống và con đường amilo phân sản phẩm là maltose, glucose… • Do không có ôxy trong mô bào nên chu trình Krebs không xảy ra. • Quá trình phân hủy ATP: Sau khi chết, ATP bị phân hủy nhanh tạo thành inosine monophosphate (IMP) bởi enzym nội bào (sự tự phân). Tiếp theo sự phân giải của IMP tạo thành inosine và hypoxanthine là chậm hơn nhiều và được xúc tác chính bởi enzym nội bào IMP phosphohydrolase và inosine ribohydrolase, cùng với sự tham gia của enzym có trong vi khuẩn khi thời gian bảo quản tăng. Sự phân giải ATP được tìm thấy song song với sự mất độ tươi của cá, được xác định bằng phân tích cảm quan. ATP bị phân hủy xảy ra theo bởi các phản ứng tự phân: Trong tất cả các loài cá, các giai đoạn tự phân xảy ra giống nhau nhưng tốc độ tự phân khác nhau, thay đổi tùy theo loài. Glycogen và ATP hầu như biến mất trước giai đoạn tê cứng, trong khi đó IMP và HxR vẫn còn duy trì. Khi hàm lượng IMP và HxR bắt đầu giảm, hàm lượng Hx tăng lên. pH giảm xuống đến mức thấp nhất ở giai đoạn tự phân này. • Sự tạo thành actomiozin Cá hoặc thủy sản sau khi chết, ngay lúc đó lượng ATP vẫn còn đầy đủ. Sau một thời gian, các sợi cơ suy yếu, miosin kết thành phức chất với các ion K và Ca và với cả glycogen và ATP nữa. Khi pH hạ thấp thì các chât đó phân ly. Có người cho rằng khi đó xảy ra sự chuyển hóa actin hình cầu thành actin hình sợi bằng cách trùng hợp hóa các vi cầu và xoắn hóa các sợi actin được tạo thành Phức chất actomiosin được tạo thành và tiếp theo sau là sự co rút tơ cơ làm cho mô cơ tê cứng. Chính vì lý do nay cơ thịt cá cứng lại Khi cơ thịt bị tê cứng, số trung tâm ưa nước trong phân tử các protein do sự tương tác giữa actin và miosin bị giảm bớt làm cho mức độ hydrat hóa của actomiosin bị giảm đột ngột. • Khi pH giảm thì làm cấu trúc cơ thịt cá thay đổi: Cá vừa mới chết, cơ thịt của chúng ở dạng hydrat hóa rất cao nhưng sau đó thì khả năng hydrat hoá của chúng bị giảm xuống rõ rệt. Sự giảm độ hydrat hoá do các nguyên nhân chủ yếu sau : sau khi chết độ pH của cơ thể cá bị giảm xuống tới điểm đẳng điện của protêin gây nên sự mất nước bởi vì các trung tâm hoat động của protein bị giảm xuống nhưng nhân tố quyết định là do ATP trong tổ chức cơ thịt bị phân giải và actin kết hợp với myozin để tạo thành phức chất actomiozin làm giảm số lượng các nhóm thân nước làm cho độ hydrat hóa giảm xuống Sự tê cứng xảy ra ở trên các bộ phận của cơ thịt khác nhau, những sợi cơ co rút là nguyên nhân của sự biến dạng về cấu trúc. Màng tế bào co lại vì các sợi co không co duỗi được,Mô bào thay đổi, Các nhóm sợi cơ riêng biệt co rút ở những thời gian khác nhau cho nên sự tê cứng trên cơ thể không đồng đều. Trong thời kì tê cứng này không phát sinh những biến đổi sâu sắc về thành phần cấu trúc của sợi cơ,cơ thịt cá mà điều đó được thể hiện rõ trong quá trình tự chín sau này. Kết luận: ở cuối giai đoạn này thì protein mới có những điều kiên thuận lợi để phân hủy nhờ vào hệ thống enzim protease trong mô bào bắt đầu hoạt động khi pH của mô bào xuống thâp khoảng 4 – 6. 3 Giai đoạn mềm xác – tự phân 3.1 Các dấu hiệu nhận biết  Cơ thể của cá mềm lại và có hiện tượng rỉ nước ở nắp mang cá  Toàn cơ thể cá chuyển sang màu trắng bạc dịch nhày không tiết ra.  Cuối giai đoạn thịt cá mềm nhão va trương phồng lên có hiện tượng rỉ nước trên da 3.2 Điều kiện hoạt động  Hệ thống enzim protease đã có diều kiện hoạt động khi pH có tính acid  Đây là quá trình tự nhiên chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như;loài,nhiệt độ môi trường , điều kiện sống ,pH …  Vi sinh vật phân hủy chưa có điều kiện phát triển vì bị pH acid kiêm chế.  Các quá trình hoạt động sống của cá chấm dứt hoàn toàn. Cường độ phân giải tăng dần.  Hệ thống enzim phân hủy protein gồn có : pepsin, trysin, peptidase, cathepsin D ,K ,H . Quan trọng nhất là enzim cathepsin D xem được xem như là chìa khóa cho toàn bộ hệ thống hoạt động. 3.3 Các quá trình phân giải và sản phẩm • Mở đầu là enzim cathepsin Dsẽ hoạt hóa các enzim khác hoạt động như các enzim của tuyên gan, tụy… có sẵn trong mô bào như hê peptidase, hệ thông enzim polypeptidase(eminopeptidaza, chymotrypsin,enterrokinaza, eripsin…) ,hệ thống enzim phân hủy peptit, acid amin… • Sau đó là sự hoat hóa của enzim trypsin hoat hóa các enzim ở pH cao hơn là từ 5.5 – 8 • Các enzim phân hủy hoạt động vói cường độ tăng dần và tốc độ phản ứng phụ thuộc vào các yếu tố sau:  Mỗi enzim hoạt động ở một khoản nhiệt độ thích hợp  Mỗi loại enzim hoạt động ở một khoản pH nhất định như pepsin ở pH 2 – 3.  Nồng dộ cơ chất càng tăng thì tính năng hoạt động của enzim càng mạnh.  Nồng độ enzim ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ phản ứng theo tỷ lệ thuận.  Khi không còn phản ứng cho enzim xúc tác thì enzim sẽ ngừng hoạt động nhờ vào các chất ức chế (chất kiềm hảm ) • Giai đoạn tự phân chia làm hai giai đoạn nhỏ: - Giai đoạn tự phân cạn (giai đoạn chín tới của nạc cá ), ở giai đoạn này thì nạc cá (protein ) sẽ được phân hủy theo chiều hướng có lợi cho cơ thể con người tiêu dùng lúc này. Thịt cá có mùi thơm ngon đặc trưng, có vị ngọt rât tốt cho sản phẩm, các sản phẩm mà nó phân hủy ra là các polypeptit, peptit,acid amin… chưa có sản phẩm chất độc hại ở giai đoạn này. - Giai đoạn tự phân sâu cũng do chính hệ thống enzim của cơ thể cá thực hiện. Ở giai đoạn này sản phẩm không còn giá trị tiêu dùng vì có mùi hôi thối, các sản phẩm mà nó phân giải ra như :peptit, caiamim,indol, skatol, phenol; cadaverin, putrescin, các loại axit có đạm, axit béo cấp thấp; H2S; thioalcol; CH4; NH3; CO2 … sẽ gây độc hại cho cơ thể con người. • Các protein của cá có cấu trúc thịt đỏ sẽ phân hủy nhanh hơn thịt trắng, các protein dạng sợi sẽ phân hủy lâu hơn so với dạng vòng,protein có cấu trúc bậc 3 sẽ phân hủy lâu hơn so với bậc 2,4 . Tốc độ phân hủy còn phụ thuộc vào môi trường bên ngoài, loài,giai đoạn phát triển… • Đến cuối giai đoạn này môi trường đã thay đổi vì lượng sảm phẩm sinh ra do chính giai đoạn tự phân này đã có những sản phẩm ức chế enzim của cơ thể hoạt động hơn nữa là do pH thay đổi vì các chất NH3,H2S,CO2… đã kết hợp với nước trong mô bào làm cho môi trường thay đổi, pH tăng lên kiềm tính, cùng với sự xâm nhập của hệ thống vsv từ bên ngoài và vsv có sẳn trong cơ thể tạo điều kiện cho giai đoạn thối rửa bắt đầu • Sơ đồ tóm tắt sự phân hủy của protein nạc cá: Protein → protit → polypeptit → acid amin → Nucleotit → các cặp base nito, sản phẩm tự do A Protein → protit Hệ thống enzim protease sẽ cắt nhỏ các chuỗi protein liên kết thành các chuỗi nhỏ hơn B protit → polypeptit Hệ enzim peptidase sẽ bẽ gãy các chuỗi protit chia cắt thành các chuỗi polypeptit như các enzim: - Trypsin sẽ cắt đứt các chuỗi protit ở phần –COOH thuộc các acid amin kiềm thành các chuỗi polypeptit - Chymotrypsin sẽ cắt các chuỗi protit ở phần –COOH ở các acid amin có nhân thơm thành các chuỗi polypeptit C polypeptit → acid amin Được thực hiện nhờ vào hê thống ez polypeptidase như: - Enzim Carboxypolypeotidase sẽ cắt các chuỗi polypeptid thành. - Aminopeptidaza cắt các chuỗi polypeptid bằng cách cắt rời các acid amin ở đầu N tự do… D acid amin → Nucleotit Do enzim cathepsin và eripsin thực hiện E Nucleotit → các cặp base nito, sản phẩm tự do Do enzim nucleotit thực hiện sản phẩm là các cặp baso tự do các hợp chất của nito… Kết luận ở giai đoạn này protein đã phân hủy nhưng không hoàn toàn còn protein liên kết sợi khó phân hủy sẽ được vsv phân hủy tiếp tục. đến lúc này sản phẩm không còn giá trị kinh tế. 4 Giai đoạn thối rữa 4.1 Dấu hiệu nhân biết  Cơ thể cá mềm nhão, những vết nức trên cơ thể càng nhiều vì khả năng giữ nước tăng lên.  Cá trương phồng lên nhiệt độ tăng.  Có mùi hôi thối do NH3,H2S… 4.2 Điều kiện hoạt động.  Do pH tăng lên kiềm tính.  Sự giữ nước của tế bào do màng tế bào vỡ.  Sự xâm nhập của vsv bên ngoài và sự phát triển của vsv trong đường ruột vì có điều kiện thuận lợi môi trường giàu chất dinh dưỡng.  Các vsv phân hủy nhờ vào hệ thống enzim có sẵn trong cơ thể vsv. 4.3 Các biến đổi phân hủy bên trong. • Vsv phát triển mạnh về số lượng vì có môi trường giàu dinh dưỡng và môi trường pH kiềm tính. Vsv đi vào tế bào dể dàng vì tế bào có tính giữ nước cao,màng tế bào đã bị vỡ,hệ thống miễn dịch không còn vsv xâm nhập một cách dễ dàng. • Vsv phát triên với mật độ khoảng 10 triêu con trên 1cm2 bao gồm nhiều chủng loại khác nhau phân hủy protein, protid,lipit,gluxit… • Vsv chia làm hai loại mem đơn và mem hỗn hợp - men hỗn hợp gồm có:streptococcus, staphylococcus - men đơn gôm: + bacillus mesentericus phân giải protid + basillus acidophiluc phân hủy polypeptid + basillus lactis aerogenes phân hủy acid amin • Giai đoạn thối rửa chia làm 3 thời kỳ nhỏ: a) Thời kỳ đầu:các vsv hiếu khí phát triển trên bề mặt da phân hủy các mô liên kết ngoài. b) Thời kỳ giữa làvsv phân hủy trong mô bào những polypeptid,acid amin, nuclotit thành các chất hữu cơ đơn giản và chất vô vơ như CO2,NH3,H2S,CH4,các acid min tự do, amino… c) Thời kỳ cuối:cơ thịt ca chuyển san màu xanh nhạt, tốc độ phản ứng tăng rất cao, sản phẩm sinh ra có mùi hôi thối và gây độc, càng phân giải thì môi trường trở nên kiềm tính vì hầu hết sản sinh ra đều có tính basơ. • Đến cuối giai đoạn này hầu hết protein của nạc cá đã được phân hủy sản phẩm cuối cùng là các acid amin, hơp chất của nitơ tự do và các chất cô cơ. [...]...Đánh giá: xét về mặt giá trị dinh dưỡng thì cá có giá trị dinh dưỡng cao nhất là cuối gd1 đầu gd2.Đầu giai đoạn 3 cá vẫn còn giá trị thương phẩm khi cá mới vừa đánh bắt xong cần phải bảo quản lạnh kết hợp với nồng độ muối 5% để kéo dài thời gian bảo quản và giữ giá trị thương phẩm mới có giá trị . Câu hỏi: Hãy phân tích và trình bày sự biến đổi của protein trong nạc cá từ khi cá được đánh bắt lên bờ đến khi cá phân hủy. Trả lời Từ khi cá đánh bắt. vào mô bào của cá.  Ở giai đoạn này chưa có yếu tố nào, quá trình nào ảnh hưởng tới protein của nạc cá. Protein của nạc cá chưa có sự phân giải ở giai