Hệ thống protein đậu nành và ứng dụng

HỆ THỐNG PROTEIN ĐẬU NÀNH VÀ ỨNG DỤNG GVHD: Nguyễn Thị Trang Lớp: DHDBTP15A Thành Phố Hồ Chí Minh Năm 2021 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 1 I. Tổng quan về protein 2 1. Khái quát về protein 2 a. Vai trò 2 b. Cấu tạo 2 c. Tính chất 2 2. Protein trong thực phẩm 3 a. Vai trò 3 b. Tính chất 3 II. Tổng quan về Protein đậu nành: 3 1. Cây đậu nành: 3 2. Thành phần hóa học của đậu nành: 7 III. Protein đậu nành: 8 1. Thành phần Protein đậu nành: 8 a. Globulin 11S: 9 b. Globulin 7S: 10 c. Chuỗi 2S: 12 2. Tính chất của Protein đậu nành: 13 a. Sự phân li và sự tập hợp của protein đậu nành: 13 b. Sự tạo gel của protein đậu nành: 13 c. Một vài tính chất khác: 14 3. Giá trị dinh dưỡng: 15 4. Các loại chế phẩm từ protein đậu nành: 16 a. Bột đậu nành (Soy Flour), Soy grit (đậu nành mảnh), Soy flake (đậu nành vảy) 16 b. Soy Protein Concentrate (SPC) 17 c. Textured Soy Proteins (TSP) 17 IV. Giá trị sinh học: 18 1. Các khía cạnh dinh dưỡng và sức khỏe protein đậu nành 18 2. Giá trị dinh dưỡng của protein đậu nành trong hệ thống thực phẩm 19 3. Giá trị sức khỏe từ protein đậu nành: 19 4. Thực phẩm chức năng: 27 5. Các sản phẩm protein từ đậu nành 32 V. Ứng dụng các bài báo về protein đậu nành 44 1. Điều chế nhựa sinh học sử dụng protein đậu nành 44 2. Sử dụng protein đậu nành hòa tan trong quá trình thủy phân bã táo bằng enzym để sản xuất cồn sinh học hiệu quả về chi phí 44 3. Ảnh hưởng sức khỏe của Protein đậu nành và Isoflavones ở người 45 4. Ảnh hưởng của protein đậu nành đến đặc điểm của bột nhào và gluten 45 5. Đánh giá hiệu suất kết dính của hỗn hợp đậu nành, lúa miến và protein hạt cải 46 6. Ổn định giữa bề mặt của bọt nước dựa trên hỗn hợp tương tác protein- rhamnolipid đậu nành 46 Tài liệu tham khảo 47 LỜI MỞ ĐẦU Người tiêu dùng ngày càng quan tâm đến các loại thực phẩm có lợi cho sức khỏe và cởi mở với các thành phần đạm đậu nành. Đậu nành là thực phẩm rất linh hoạt và là một nguồn giàu chất dinh dưỡng thiết yếu. Chúng cũng là nguồn cung cấp protein chất lượng tốt tuyệt vời, có thể so sánh với các loại thực phẩm protein khác và phù hợp cho mọi lứa tuổi. Các tác dụng bất lợi về dinh dưỡng và các tác dụng không mong muốn khác sau khi ăn khô dầu đậu nành sống được cho là do sự hiện diện của các chất ức chế nội sinh đối với các enzym tiêu hóa và lectin, cũng như khả năng tiêu hóa kém. Để cải thiện chất lượng dinh dưỡng của thực phẩm đậu nành, các chất ức chế và lectin thường bị bất hoạt bởi nhiệt hoặc bị loại bỏ bằng cách phân đoạn trong quá trình chế biến thực phẩm. Đậu nành cung cấp một nguồn protein thay thế cho những người bị dị ứng với protein sữa. Protein đậu nành rất dễ tiêu hóa (92% đến 100%) và chứa tất cả các axit amin thiết yếu. Mặc dù hàm lượng methionine tương đối thấp, nhưng nó là một nguồn cung cấp lysine tốt. Các sản phẩm protein từ đậu nành chứa hàm lượng isoflavone cao, lên đến 1 g / kg. Sự chấp nhận protein đậu nành ngày càng tăng là do những phẩm chất chưa từng có như đặc tính chức năng tốt trong các ứng dụng thực phẩm, chất lượng dinh dưỡng cao, phong phú, sẵn có và chi phí thấp. Hiện nay, các dạng khác nhau của protein đậu nành chủ yếu được sử dụng cho các tác dụng chức năng hơn là các đặc tính dinh dưỡng của chúng. Chúng em xin chân thành cảm ơn trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM đã tạo cho chúng em môi trường cũng như cơ sở vật chất đầy đủ để có thể học tập tốt nhất. Cám ơn thầy cô trong Viện Công nghệ Sinh học-Thực phẩm đã hết lòng truyền đạt cho chúng em những kiến thức quý giá từ những môn cơ sở cho đến những môn chuyên ngành và đặc biệt là cô Nguyễn Thị Trang đã tận tình giảng dạy, chỉ dẫn và hộ trợ chúng em có thể hoàn thành bài báo cáo với đề tài “Hệ thống Protein đậu nành và ứng dụng” của bộ môn “Hóa học thực phẩm”. Tuy vậy vẫn không thể nào tránh khỏi những sai sót trong lúc làm bài mong cô thông cảm và góp ý để bài báo cáo của nhóm chúng em được hoàn thiện hơn

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN CƠNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM �� MƠN: HĨA HỌC THỰC PHẨM BÁO CÁO TIỂU LUẬN NHÓM HỆ THỐNG PROTEIN ĐẬU NÀNH VÀ ỨNG DỤNG GVHD: Nguyễn Thị Trang Lớp: DHDBTP15A Thành Phố Hồ Chí Minh Năm 2021 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU I Tổng quan protein Khái quát protein a b c Protein thực phẩm a b II Vai trò Cấu tạo Tính chất Vai trò Tính chất Tổng quan Protein đậu nành: III Cây đậu nành: Thành phần hóa học đậu nành: Protein đậu nành: Thành phần Protein đậu nành: a b c Globulin 11S: Globulin 7S: 10 Chuỗi 2S: 12 Tính chất Protein đậu nành: 13 a b c Sự phân li tập hợp protein đậu nành: 13 Sự tạo gel protein đậu nành: 13 Một vài tính chất khác: 14 Giá trị dinh dưỡng: 15 Các loại chế phẩm từ protein đậu nành: 16 a b c Bột đậu nành (Soy Flour), Soy grit (đậu nành mảnh), Soy flake (đậu nành vảy) 16 Soy Protein Concentrate (SPC) 17 Textured Soy Proteins (TSP) 17 IV Giá trị sinh học: 18 Các khía cạnh dinh dưỡng sức khỏe protein đậu nành 18 Giá trị dinh dưỡng protein đậu nành hệ thống thực phẩm 19 Giá trị sức khỏe từ protein đậu nành: 19 Thực phẩm chức năng: 27 Các sản phẩm protein từ đậu nành 32 V Ứng dụng báo protein đậu nành 44 Điều chế nhựa sinh học sử dụng protein đậu nành 44 Sử dụng protein đậu nành hịa tan q trình thủy phân bã táo enzym để sản xuất cồn sinh học hiệu quả chi phí 44 Ảnh hưởng sức khỏe Protein đậu nành Isoflavones người 45 Ảnh hưởng protein đậu nành đến đặc điểm bột nhào gluten 45 Đánh giá hiệu suất kết dính hỗn hợp đậu nành, lúa miến protein hạt cải 46 Ổn định bề mặt bọt nước dựa hỗn hợp tương tác proteinrhamnolipid đậu nành 46 Tài liệu tham khảo 47 LỜI MỞ ĐẦU Người tiêu dùng ngày quan tâm đến loại thực phẩm có lợi cho sức khỏe cởi mở với thành phần đạm đậu nành Đậu nành thực phẩm linh hoạt nguồn giàu chất dinh dưỡng thiết yếu Chúng nguồn cung cấp protein chất lượng tốt tuyệt vời, so sánh với loại thực phẩm protein khác phù hợp cho lứa tuổi Các tác dụng bất lợi dinh dưỡng tác dụng không mong muốn khác sau ăn khô dầu đậu nành sống cho diện chất ức chế nội sinh enzym tiêu hóa lectin, khả tiêu hóa Để cải thiện chất lượng dinh dưỡng thực phẩm đậu nành, chất ức chế lectin thường bị bất hoạt nhiệt bị loại bỏ cách phân đoạn trình chế biến thực phẩm Đậu nành cung cấp nguồn protein thay cho người bị dị ứng với protein sữa Protein đậu nành dễ tiêu hóa (92% đến 100%) chứa tất cả axit amin thiết yếu Mặc dù hàm lượng methionine tương đối thấp, nguồn cung cấp lysine tốt Các sản phẩm protein từ đậu nành chứa hàm lượng isoflavone cao, lên đến g / kg Sự chấp nhận protein đậu nành ngày tăng phẩm chất chưa có đặc tính chức tốt ứng dụng thực phẩm, chất lượng dinh dưỡng cao, phong phú, sẵn có chi phí thấp Hiện nay, dạng khác protein đậu nành chủ yếu sử dụng cho tác dụng chức đặc tính dinh dưỡng chúng Chúng em xin chân thành cảm ơn trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM tạo cho chúng em môi trường sở vật chất đầy đủ để học tập tốt Cám ơn thầy cô Viện Công nghệ Sinh học-Thực phẩm hết lòng truyền đạt cho chúng em kiến thức quý giá từ môn sở môn chuyên ngành đặc biệt cô Nguyễn Thị Trang tận tình giảng dạy, dẫn hộ trợ chúng em hồn thành báo cáo với đề tài “Hệ thống Protein đậu nành ứng dụng” mơn “Hóa học thực phẩm” Tuy khơng thể tránh khỏi sai sót lúc làm mong thơng cảm góp ý để báo cáo nhóm chúng em hồn thiện Chúng em xin chân thành cám ơn! Trang I Tổng quan protein Khái quát protein a Vai trị Protein thành phần khơng thể thiếu tất cả thể sống, tảng cấu trúc chức thể sinh vật         Xúc tác tất cả phản ứng thể (enzyme) Vận tải: vận chuyển chất thể Chuyển động: co cơ, chuyển vị trí NST q trình phân bào Bảo vệ: kháng lại chất lạ xâm nhập vào thể Truyền xung thần kinh Điều hòa: trình tuyền thơng tin di truyền q trình trao đổi chất Kiến tạo, chống đỡ học Dự trữ dinh dưỡng b Cấu tạo Protein phân tử sinh học lớn, kết hợp 20 amino acid khác liên kết peptid Protein có chứa nguyên tố C, H, O, N, S số nguyên tố vi vi lượng khác như: P, Zn, Fe… Protein có mức cấu trúc khác nhau: Bậc 1: Là thành phần trình tự xếp gốc acid amin chuỗi polypeptid Cấu trúc bậc bản phiên dịch mã di truyền, cho biết quan hệ họ hàng lịch sử tiến hóa giới sống Bậc 2: Là xếp thích hợp không gian chuỗi polypeptid tạo cấu trúc bậc Chủ yếu loại cấu trúc : xoắn alpha nếp gấp Beta Bậc 3: Là cấu trúc bậc liên kết với nhờ cầu disunfide liên kết Van der van gốc không cực, phản ánh xếp không gian chiều tất cả nguyên tử phân tử protein Bậc 4: hay nhiều cấu trúc bậc kết hợp: nhờ liên kết hydro, liên kết Van der van liên kết tĩnh điện c Tính chất  Khối lượng hình dạng Khối lượng phân tử protein lớn, thường lớn 10.000 dalton Hình dạng: hình sợi (keratin tóc, miozin cơ…), hình cầu  Tính lưỡng tính Protein có tính lưỡng tính có nhiều nhóm phân cực mạch bên Acid hóa protein HCl tạo muối clorua Kiềm hóa protein NaOH tạo muối Natri protein  Tính hịa tan Do phân tử protein chứa cả nhóm kỵ nước háo nước Tính hịa tan protein phụ thuộc vào: Nồng độ muối trung tính dung dịch: nồng độ cao khả hịa tan giảm Nhiệt độ: khoảng nhiệt độ mà protein chưa bị biến tính (0- 40 đơC) nhiệt độ cao khả hòa tan cao Protein thực phẩm a Vai trò Protein hợp phần chủ yếu quy định toàn đặc trưng phần thức ăn Là chất có khả tạo cấu trúc, hình khối, trạng thái cho sản phẩm thực phẩm Gián tiếp tạo chất lượng thực phẩm Có khả tạo cố định màu, mùi cho sản phẩm thực phẩm b Tính chất Khả tạo gel: phân tử protein bị biến tính tập hợp lại thành mạng lưới khơng gian có trật tự Khả tạo bột nhão: cố kết, dẻo giữ khí tạo cấu trúc xốp Khả tạo màng: tạo chủ yếu liên kết hydro, có tính thuận nghịch Khả nhũ hóa Khả tạo bọt Khả cố định mùi II Tổng quan Protein đậu nành: Cây đậu nành: Giới Ngành Lớp Bộ Họ Phân họ Giống Loài : Plantae : Magnoliophyta : Magnoliopsida : Fabales : Fabaceae : Faboideae : Glycine : max Tên thứ hai : Glycine max Năm 2838 trước cơng ngun, hồng đế Trung Quốc Sheng Nung viết Materia Medica Trong tài liệu này, đậu nành ghi có giá trị khả làm thuốc Đậu nành trồng Bắc Trung Quốc, từ truyền sang Nhật, Hàn Quốc Nam Á Đậu nành biết đến thứ thuốc tài liệu từ Trung Quốc, Ai Cập Mesopotamia năm 1500 trước công nguyên hay sớm Ở thời ấy, hợp chất lên mốc, lên men từ đậu nành sử dụng chất kháng sinh để trị vết thương giảm sưng Năm 1712, đậu nành giới thiệu vào Châu Âu Englebert Kaempfer, nhà thực vật học người Đức học Nhật Một nhà thực vật học người Thụy Điển Carl von Linne hoàn tất nghiên cứu đậu nành đặt tên cho Glycine max nốt sần rễ Khơng may đất khí hậu khơng thích hợp Châu Âu làm cho thử nghiệm sản xuất đậu nành bị ngưng Cây đậu nành đến Mỹ năm 1800 Thời đậu nành sử dụng ballast (vật nặng để giữ cho tàu thuyền thăng khơng có hàng) cho thuyền có hành trình xa từ Trung Quốc dỡ hàng nhường chỗ cho hàng hóa chuyến Vì tị mị, vài nơng dân trồng hạt đậu nành Cây đậu nành trồng Mỹ đậu lớn lên Pennsylvania Năm 1829, nông dân Mỹ trồng đậu nành theo vụ đến năm 1898 Bộ Nông Nghiệp Mỹ đem số giống khác từ Châu Á Năm 1904, George Washington Carver khám phá đậu nành giàu protein dầu Người tiên phong đậu nành William J Morse trải qua hai năm Trung Quốc thu 10000 giống đậu nành khác phục vụ cho mục đích nghiên cứu Mỹ Năm 1920, tiến sĩ John Harvey Kellogg đề thay đậu nành vào bữa ăn sữa đậu nành cho người tiêu dùng Tuy nhiên nông dân Mỹ không nắm bắt thời cánh đồng đậu nành Trung Quốc bị tàn phá chiến thứ II nội chiến Trung Quốc năm 1940 Ngày đậu nành trở nên phổ biến trồng nhiều nước giới Cây đậu nành có loại : hai mầm, hai đơn, có ba chét gốc Nốt sần phần vỏ rễ phình có vi khuẩn Rhizobium japonicum sinh sống Vi khuẩn hình gậy, sống đất, có khả vào rễ cố định đạm từ khí trời Một đậu có khoảng vài trăm nốt sần phân bố rễ độ sâu 1m Vi khuẩn thường xuyên xâm nhập vào rễ, phần đỉnh rễ lông hút nhỏ nhất, tạo thành chuỗi nhiễm ống có lỗ hở Mỗi vi khuẩn bao bọc màng tạo thành túi, vi khuẩn vào chất nguyên sinh tế bào rễ mà không bọc màng tạo thành nốt sần khơng có tác dụng Ở túi, vi khuẩn nhân nhanh vài vi khuẩn dạng vi khuẩn hình thành Nốt sần có tập tính sinh trưởng hữu hạn bám vào rễ, phần nốt sần tế bào nhu mô đầy túi Bacteroids Túi Bacteroids chiếm 80% thể tích tế bào, cịn lại 20% nguyên sinh chất thành phần khác Phần Bacteroids tế bào không bị nhiễm vi khuẩn phân chia mạnh tạo thành ống dẫn (nơi trao đổi tế bào chủ Bacteroids cố định đạm Nốt sần tăng trưởng đến 60 ngày bắt đầu giảm tuổi thọ từ tiến dần ngoài, cuối bị thối Đạm cố định Bacteroids Enzyme nitrogenase nằm Bacteroids chứa từ 2-5% tổng số đạm nốt sần, có ngăn : ngăn chứa Mo-Fe-protein gọi dinitrogenase ngăn Fe-protein gọi dinitrogenase reductase Trong trình cố định đạm sinh H Leghaemoglobin có nguyên sinh bao quanh Bacteroids vỏ Bacteroids, có vai trị đưa oxy vào mơ nốt sần Sản phẩm cố định đạm NH vi khuẩn Brady Rhizobium japonicum tiết hầu hết NH3 sau chuyển hóa vào glutamin glutamate cylosol tế bào chủ, nhà khoa học cho NH oxi hóa thành NO3- Bacteroids Đậu nành thuộc nhóm vận chuyển ureide, allatoin allansoic acid dạng đạm chuyển hóa từ nốt sần vào Ureide thủy phân thành urê glyoxylate xúc tác allantoinase allantoicase cho thấy q trình chuyển hóa allantoase xúc tác allantoicase Allantoicase hình thành hình thành xúc tác ureidoglycolase, chuyển thành glyoxylate hai phân tử urê lại chuyển hóa men urease thành amin acid Urease có mặt phận Hoạt tính urease bị ức chế thiếu nitơ Ni kích thích hoạt tính urease, thiếu Ni dù đậu trồng điều kiện có nitơ, NO3- hay NH4 tượng bị độc urê xảy ra, urê sản phẩm q trình chuyển hóa nitơ điều kiện cố định hay không cố định đạm Cây đậu nành cho nhiều hoa tỷ lệ hoa khơng thành quả chiếm 20-80% Đậu nành có hoa dạng cánh bướm đặc trưng, ống đài năm cánh không Tràng hoa gồm cánh hoa cờ phía sau, hai cánh bên hai cánh thìa phía trước tiếp xúc khơng dính vào Bộ nhị gồm 10 nhị chia làm hai nhóm, nhóm gồm nhị cuống dính với thành khối, nhóm có nhụy hoa, nhụy hoa có nỗn Vịi nhụy cong phía nhị Hình: Cây đậu nành Hạt đậu nành hạt nhiều loại họ đậu khác khơng có nội nhũ mà có lớp vỏ bao quanh phơi lớn Hình dạng hạt có hình cầu, dẹt, dài oval Ở hạt trưởng thành, đầu rốn lỗ noãn, lỗ bao phủ lớp màng Ở đầu rốn rãnh nhỏ Vỏ đậu nành có lớp : biểu bì, hạ bì lớp nhu mô bên Do vỏ lớp tế bào mơ đậu có lớp cutin che phủ nên trao đổi khí khơng xảy ra, trao đổi khí phôi mội trường qua rốn hạt Những mảnh nội nhũ bị ép chặt vào vỏ hạt Lớp nội nhũ gọi lớp aleuron gồm tế bào hình lập phương nhỏ chứa đầy đạm Thành phần hóa học đậu nành: Thành phần hóa học đậu nành Thành phần Giá trị hóa học Độ ẩm 8-10% Protein 35-45% Lipid 15-20% Hydratecarbon 15-16% Cellulose 4-6% Vitamin A 710 UI Vitamin B1 300 UI Vitamin B2 90 UI Vitamin C 11 UI Muối khoáng 4,6% Hàm lượng acid amin không thay protein đậu nành Các acid amin Giá trị không thay Tryptophan 1,1% Leucine 8,4% Isoleucine 5,8% Valine 5,8% Threonine 4,8% Lysine 6,0% ... Các sản phẩm protein từ đậu nành 32 V Ứng dụng báo protein đậu nành 44 Điều chế nhựa sinh học sử dụng protein đậu nành 44 Sử dụng protein đậu nành hòa tan trình thủy phân... khỏe protein đậu nành 18 Giá trị dinh dưỡng protein đậu nành hệ thống thực phẩm 19 Giá trị sức khỏe từ protein đậu nành: 19 Thực phẩm chức năng: 27 Các sản phẩm protein từ đậu. .. Tổng quan Protein đậu nành: III Cây đậu nành: Thành phần hóa học đậu nành: Protein đậu nành: Thành phần Protein đậu nành: a b c Globulin