Các tính chất và chức năng của protein ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm bánh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC – THỰC PHẨM TIỂU LUẬN Môn: Đề tài: GVHD: SV thực hiện: Hồ Xuân Hương Nguyễn Thị Như Ngọc 09084441 Lớp học phần: 210504401 - DHTP5 TPHCM, 02/2012 MỤC LỤC 2 LỜI MỞ ĐẦU Loài người biết làm bánh từ thời trung cổ, những chiếc bánh đầu tiên được sản xuất ra từ nước Anh. Những chiếc bánh đầu tiên được làm ra chỉ từ một số ít nguyên liệu như: bột mì, muối và nước. Vào thời ấy, làm bánh là một công việc nặng nhọc và việc ăn bánh cũng không dễ dàng, bánh muốn ăn được phải ngâm vào các loại thức uống như trà, sữa, nước, … hoặc súp cho mềm mới dùng được.Người Việt Nam biết đến bánh biscuit khi người Pháp mang chúng đến nước ta trong chiến tranh vào khoảng cuối thế kỷ thứ 19. Ngày nay, nguyên liệu dùng sản xuất bánh rất phong phú và bánh là một mặt hàng có giá trị cao về mặt dinh dưỡng và cung cấp nhiều năng lượng Những năm gần đây, ngành bánh Việt Nam phát triển rực rỡ, không chỉ nhiều về số lượng mà còn phong phú về mẫu mã, giá thành cũng như chất lượng. Bánh ngày nay, được sử dụng như một loại thức ăn cơ bản trong các bữa ăn, bánh được xem như một thực phẩm tăng cường dinh dưỡng và đặc biệt bánh còn được dùng làm quà biếu vào những dịp Lễ, Tết. Để có thể có được một loại bánh đạt chất lượng cao, ngoài quy trình sản xuất thì chất lượng của bột mì cũng ảnh hưởng rõ rệt đến khả năng tạo cấu trúc xốp, tạo hình, tạo mùi vị đặc trưng cho sản phẩm. Nói đến đây ta không thể không nhắc tới vai trò của protein trong bột mì quan trọng thế nào để góp phần tạo nên chất lượng cho bánh. 3 NỘI DUNG 1. Tổng quan về protein: 1.1. Khái niệm protein: Protein là những đại phân tử được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân mà các đơn phân là axít 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 protei.n 1.2. Vai trò của protein trong công nghệ thực phẩm: Protein là chất có khả năng tạo cấu trúc, tạo hình khối, tạo trạng thái cho các sản phẩm thực phẩm. • Tạo cấu trúc gel cho sản phẩm • Giữ kết cấu, giữ khí, tạo độ xốp • Tạo độ bền của bọt trong bia • Tạo hình khối cho phomai • Tạo màng bao • Tương tác với đường tạo hương và màu cho sản phẩm • Kết hợp với polyphenol tạo hương đặc trưng cho trà • Cố định mùi, giữ hương Protein còn gián tiếp tạo ra chất lượng cho các sản phẩm thực phẩm. 1.3. Các bậc cấu trúc của protein: Cấu trúc bậc một: Các axit amin nối với nhau bởi liên kết peptit hình thành nên chuỗi polypeptide. Đầu mạch polypeptide là nhóm amin của axit amin thứ nhất và cuối mạch là nhóm carboxyl của axit amin cuối cùng. Cấu trúc bậc một của protein thực chất là trình tự sắp xếp của các axit amin trên chuỗi polypeptide. Cấu trúc bậc một của protein có vai trò tối quan trọng vì trình tự các axit amin trên chuỗi polypeptide sẽ thể hiện tương tác giữa các phần trong chuỗi polypeptide, từ đó tạo nên hình dạng lập thể của protein và do đó quyết định tính chất cũng như vai trò của protein. Sự sai lệch trong trình tự sắp xếp của các axit amin có thể dẫn đến sự biến đổi cấu trúc và tính chất của protein. Cấu trúc bậc hai: là sự sắp xếp đều đặn các chuỗi polypeptide trong không gian. Chuỗi polypeptide thường không ở dạng thẳng mà xoắn lại tạo nên cấu trúc xoắn α và cấu trúc nếp gấp β, được cố định bởi các liên kết hyđro giữa những axit amin ở gần nhau. Các protein sợi như keratin, 4 collagen . (có trong lông, tóc, móng, sừng)gồm nhiều xoắn α, trong khi các protein cầu có nhiều nếp gấp β hơn. Cấu trúc bậc ba: Các xoắn α và phiến gấp nếp β có thể cuộn lại với nhau thành từng búi có hình dạng lập thể đặc trưng cho từng loại protein. Cấu trúc không gian này có vai trò quyết định đối với hoạt tính và chức năng của protein. Cấu trúc này lại đặc biệt phụ thuộc vào tính chất của nhóm -R trong các mạch polypeptide. Chẳng hạn nhóm -R của cysteine có khả năng tạo cầu đisulfur (-S-S-), nhóm -R của proline cản trở việc hình thành xoắn, từ đó vị trí của chúng sẽ xác định điểm gấp, hay những nhóm -R ưa nước thì nằm phía ngoài phân tử, còn các nhóm kị nước thì chui vào bên trong phân tử . Các liên kết yếu hơn như liên kết hydro hay điện hóa trị có ở giữa các nhóm -R có điện tích trái dấu. Cấu trúc bậc bốn: Khi protein có nhiều chuỗi polypeptide phối hợp với nhau thì tạo nên cấu trúc bậc bốn của protein. Các chuỗi polypeptide liên kết với nhau nhờ các liên kết yếu như liên kết hyđro. 2. Các tính chất của protein trong sản xuất bánh: 2.1. Tính chất lưỡng tính của protein: Protein có tính chất lưỡng tinh, có nghĩa là vừa có tính chất acid vừa có tính chất bazơ. Protein được cấu tạo nên từ các acid amin. Trong phân tử acid amin thì đồng thời có cả nhóm amin(-NH 2 ) và nhóm cacboxyl (-COOH) Trong dung dịch, ở pH trung tính, acid amin tồn tại chủ yếu ở dạng ion lưỡng cực, các nhóm cacboxyl bị phân ly, nhóm amin bị ion hóa. Trạng thái ion hóa phụ thuộc vào pH môi trường. Trong môi trường acid(pH = 1) nhóHm cacboxyl không ion hóa, nhóm amin ở dạng proton hóa. Ngược lại trong môi trường kiềm (pH = 11) nhóm cacboxyl ion hóa, nhóm amin không ion hóa. Ở một pH nào đó mà tổng số điện tích dương và tổng điện tích âm của phân tử protein bằng không, phân tử protein không di chuyển trong điện trường, gọi là pH i của protein Ở môi trường có pH < pH i protein là một đa cation, số điện tích dương lớn hơn số điện tích âm Ở pH > pH i phân tử protein thể hiện tính acid, cho ion H + do đó số điện tích âm lớn hơn số điện tích dương, protein là đa anion, tích điện âm. Ở môi trường có pH = pH i protein dễ dàng kết tụ lại với nhau 2.2. Tính kỵ nước của protein: Do có chứa các acid amin mạch bên không phân cực. Dựa vào độ kỵ nước trung bình của protein có thể biết được độ đắng của dịch thủy phân, vị trí của protein màng là ở trong hay ngoài màng. Độ kỵ nước trung bình của protein có thể được tính dựa vào thành phần acid amin của nó. 5 2.3. Tính chất dung dịch keo, sự keo tụ của protein: Khi hòa tan protein tạo thành dung dịch keo. Độ bền của dung dịch keo phụ thuộc vào nhiều yếu tố: • Sự tích điện của phân tử protein • Mức độ hydrat hóa • Nhiệt độ Khi thay đổi các yếu tố này , ví dụ làm trung hòa điện phân tử protein, loại bỏ lớp vỏ hydrat các phân tử lớn protein sẽ kết tụ lại với nhau tạo thành khối lớn. Sau khi protein bị keo tụ, nếu loại bỏ các yếu tố gây kết tủa, protein có thể tạo thành dung dịch keo bền như trước. Như vậy, protein có kết tủa thuận nghịch. 2.4. Sự biến tính của protein: Dưới tác dụng của các tác nhân vật lý như tia cực tím, sóng siêu âm, khuấy cơ học . hay tác nhân hóa học như axit, kiềm mạnh, muối kim loại nặng, . các cấu trúc bậc hai, ba và bậc bốn của protein bị biến đổi nhưng không phá vỡ cấu trúc bậc một của nó, kèm theo đó là sự thay đổi các tính chất của protein so với ban đầu. Đó là hiện tượng biến tính protein. Sau khi bị biến tính, protein thường thu được các tính chất sau: • Độ hòa tan giảm do làm lộ các nhóm kỵ nước vốn đã chui vào bến trong phân tử protein • Khả năng giữ nước giảm • Mất hoạt tính sinh học ban đầu • Tăng độ nhạy đối với sự tấn công của enzim proteaza do làm xuất hiện các liên kết peptit ứng với trung tâm hoạt động của proteaza • Tăng độ nhớt nội tại • Mất khả năng kết tinh 1 3. Chức năng của protein ảnh hưởng đến quá trình sản xuất bánh:: 3.1. Khả năng tạo gel: Khi các phân tử protein bị biến tính tập hợp lại thành một mạng lưới không gian có trật tự gọi là sự tạo gel. Khi protein bị biến tính thì các cấu trúc bậc cao bị phá hủy, liên kết giữa các phân tử bị đứt, mạch peptid bị giãn ra, các nhóm bên trước ẩn ở phía trong bây giờ xuất hiện ra ngoài. Các mạch polypeptid đã bị duỗi ra trở nên gần nhau tiếp xúc với nhau và liên kết lại với nhau ma mỗi 1 Lê Ngọc Tú, “Hóa sinh công nghiệp”, NXB Khoa học & Kỹ thuật Hà Nội, 2002, Mục III.3, Trang 105. 6 vị trí tiếp xúc là một nút, phần còn lại hình thành mạng lưới không gian ba chiều vô định hình, rắn, trong đó còn chứa đầy pha phân tán (H 2 O). Các nút mạng lưới có thể tạo ra do: • Tương tác giữa các nhóm kỵ nước • Liên kết hydro giữa các nhóm peptid với nhau, giữa nhóm OH của serin, treonin hoặc tirozin với các nhóm COOH của acid glutamic hoặc aspartic. • Liên kết tĩnh điện, liên kết cầu nối giữa các nhóm tích điện ngược dấu • Liên kết disulfua 2 Bột nhào là do protein hút nước trương nở tạo thành gluten, mà cấu trúc gluten như một cái khung gồm nhiều màng kết lại trong khối bột; các màng đó kết dính các hạt bột đã bị trương nở. Để tăng độ kết dính của tinh bột với màng gluten, làm cho bột nhào dai và đàn hồi cần phải nhào lâu và mạnh. 3 3.2. Khả năng tạo bột nhão: Các protein của gluten bột mì có khả năng tạo hình, tạo bột nhão có tính cố kết, dẻo, và giữ khí đế khi gia nhiệt hình thành cấu trúc xốp cho bánh mì. Protein của bột mì gồm cả bốn nhóm: anbumin, globunin, gliadin và glitenin. Nhưng 2 nhóm sau là chủ yếu chiếm tới 70 -80%. Chính hai nhóm này khi nhào với nước tạo thành mạng phân bố đều trong khối bột nhào. Mạng này vừa dai vừa đàn hồi, có tác dụng giữ khí làm bột nhào nở được gọi là gluten. Chất lượng gluten được đánh giá bằng các chỉ số vật lí như: màu sắc, độ đàn hồi, độ dai và độ dãn. Bột có gluten chất lượng cao thì đàn hồi tốt, độ dai cao và độ giãn trung bình bánh sẽ nở và ngon. Trường hợp gluten yếu nghĩa là độ dãn lớn, độ dai thấp, ít đàn hồi thì bột nhào dính bánh sẽ nở và bị bè ra. Để tăng chất lượng gluten khi nhào bột có thể bổ sung các chất oxy hóa như: acid ascorbic, kali bromat, peoxit…ngược lại những chất khử làm giảm chất lượng gluten. 2 Lê Ngọc Tú, “Hóa sinh công nghiệp”, NXB Khoa học & Kỹ thuật Hà Nội, 2002, Mục III.5, Trang 121. 3 http://diendandaihoc.vn/forum/showthread.php?15354-Cong-nghe-san-xuat-Mi-an-lien 7 Bột mí tốt thì hàm lượng protein cao, protein hút nước nhiều, chất lượng gluten tốt, bột nhào có sức căng lớn, hoạt độ men thủy phân protein yếu bánh nở tốt và giữ được hình dạng theo yêu cầu. 4 3.3. Khả năng tạo hình: Nếu bột tốt thì đ độ àn hồi của gluten tốt, bánh n đở ều, xốp và gi đữ ược tính chất hoá lý lâu dài. Bột tốt còn có khả năng tạo hình và hút nước cao. Nếu bột kém thì tính chất của gluten không bền, d ễ bị phân huỷ. Hoạt tính của protease mạnh, dùng loại bột kém đó đ ể nhào bột thì d ễ bị chảy x ệ xuống, nghĩa là khả năng tạo hình, tạo khí và hút nước kém. 5 4 Lê Bạch Tuyết, “Các quá trình cơ bản trong sản xuất thực phẩm”, NXB Giáo dục, Mục 12.2.2, Trang 277 5 http://diendandaihoc.vn/forum/showthread.php?10228-Cong-nghe-san-xuat-banh-mi 8 KẾT LUẬN Tóm lai, protein có vai trò rất quan trọng trong quá trình hình thành nên một san phẩm. Qua nghiên cứu tìm hiểu ta có thể thấy được một số chức năng của protein ảnh hưởng đến chất lượng của bánh như: • Tạo cấu trúc gel cho sản phẩm • Giữ kết cấu, giữ khí, tạo độ xốp • Tạo hình khối cho phomai • Tạo màng bao • Tương tác với đường tạo hương và màu cho sản phẩm • Cố định mùi, giữ hương 9 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Lê Ngọc Tú, “Hóa sinh công nghiệp”, NXB Khoa học & Kỹ thuật Hà Nội, 2002 2. Lê Bạch Tuyết, “Các quá trình cơ bản trong sản xuất thực phẩm”, NXB Giáo dục 3. http://diendandaihoc.vn/forum/showthread.php?15354-Cong-nghe-san-xuat-Mi-an- lien 4. http://diendandaihoc.vn/forum/showthread.php?10228-Cong-nghe-san-xuat-banh- mi 10 . chất lưỡng tính của protein: Protein có tính chất lưỡng tinh, có nghĩa là vừa có tính chất acid vừa có tính chất bazơ. Protein được cấu tạo nên từ các acid. hoạt động của proteaza • Tăng độ nhớt nội tại • Mất khả năng kết tinh 1 3. Chức năng của protein ảnh hưởng đến quá trình sản xuất bánh: : 3.1. Khả năng tạo