3. Protein
3.4. Câc biến đổi của protein trong quâ trình chế biến vă bảo quản thực
phẩm
* Khả năng tạo gel của protein
Có thể nói câc thực phẩm như giị lụa, phomat, bânh mì....lă những sản phẩm có kết cấu bộ khung từ gel protein.
Gel protein: Khi câc phđn tử protein bị biến tính tập hợp lại thănh một mạng lưới khơng gian có trật tự gọi lă sự tạo gel. Khi protein bị biến tính thì câc cấu trúc bậc cao bị phâ hủy, liín kết giữa câc phđn tử bị đứt, mạch peptide bị giên ra, câc nhóm bín trước ẩn phía trong bđy giờ xuất hiện ra ngoăi. Câc mạch polypeptide đê bị duỗi ra (trong điều kiện gia cơng nhất định) trở nín gần nhau, tiếp xúc với nhau vă liín kết lại với nhau mă mỗi vị trí tiếp xúc lă một nút, phần cịn lại hình thănh mạng lưới khơng gian ba chiều vơ định hình, rắn, trong đó có chứa đầy pha phđn tân (H2O).
Câc nút mạng lưới có thể được tạo ra do tương tâc giữa câc nhóm kị nước. Khi câc nhóm năy gần nhau tương tâc với nhau hình thănh ra liín kết hydrophobe (kị nước hay ưa bĩo), câc phđn tử ưa bĩo thường ổn định vă tăng cường khi tăng nhiệt độ, lăm cho câc mạch polypeptide sít lại với nhau, khiến cho khối gel trở nín cứng hơn.
Câc nút lưới có thể được tạo ra do liín kết hydro giữa câc nhóm peptide với nhau, giữa nhóm OH của serine, treonine hoặc tyrosine với câc nhóm COOH của acid glutamic hoặc acid aspartic. Liín kết hydro lă liín kết yếu, tạo ra 1 độ linh động năo đó giữa câc phđn tử với nhau, do đó lăm gel có được 1 độ dẻo nhất định. Khi gia nhiệt câc liín kết hydro bị đứt vă gel bị nóng chảy ra. Khi để nguội (vă nhất lă khi ở gần 00C) cầu hydro được tâi lập vă căng được tăng cường.
Câc nút lưới trong gel cũng có thể do liín kết tĩnh điện, liín kết cầu nối giữa câc nhóm tích điện ngược dấu hoặc do liín kết giữa câc nhóm tích điện cùng dấu qua câc ion đa hóa trị như ion Ca2+.
Câc nút lưới cịn có thể do câc liín kết disulfure tạo nín. Trường hợp năy gel rất chắc vă bền.
* Đií̀u kiện tạo gel:
- Nhiệt độ thường lă yếu tố cần thiết đầu tiín để tạo gel. Tiếp theo sự gia nhiệt người ta thường lăm lạnh để tạo nhiều liín kết hydro cho kết cấu gel được bền.
30
- Đơi khi acid hóa hoặc kiềm hóa nhẹ để đưa pH của protein về điểm đẳng điện, lăm cho gel tạo thănh chắc hơn.
- Có thể thím câc chất đơng tạo gel như câc polysaccharide để lăm cầu nối giữa câc hạt, do đó gel protein tạo ra có độ cứng vă độ đăn hồi cao hơn.
* Khả năng tạo bột nhêo
Câc protein (gliadin vă glutenin) của gluten bột mì cịn có khả năng tạo hình, đặc biệt lă có khả năng tạo ra “bột nhêo” (pate) có tính cố kết, dẻo vă giữ khí, để cuối cùng khi gia nhiệt thì hình thănh một cấu trúc xốp cho bânh mì.
* Khả năng tạo măng
Protein như gelatine cịn có khả năng tạo măng. Măng năy do câc gel gelatine tạo ra chủ yếu bằng câc liín kết hydro nín có tính thuận nghịch, khi nhiệt độ khoảng trín 300C thì tan chảy vă để nguội thì tâi lập.
* Khả năng nhũ hóa
Nhũ tương lă hệ phđn tân của hai chất lỏng không trộn lẫn văo nhau được, trong đó một chất ở dưới dạng những giọt nhỏ của pha bị phđn tân còn chất kia ở dưới dạng phđn tân liín tục. Phần lớn câc nhũ tương thực phẩm lă kiểu dầu trong nước (D/N) hoặc nước trong dầu (N/D). Nhiều nhũ tương thực phẩm cịn chứa câc bọt khí vă/hoặc chất rắn phđn tân.
Nhiều sản phẩm thực phẩm lă những nhũ tương: sữa, kem, bơ, phomai nóng chảy, lịng đỏ trứng, thịt nghiền nhỏ để lăm xúc xích...
Nhũ tương lă hệ không bền nhiệt động. Câc giọt có khuynh hướng hợp giọt với nhau để tạo thănh giọt to hơn, cuối cùng phđn thănh hai lớp, tâch ra vă không thănh nhũ tương nữa. Để lăm cho nhũ tương bền, nghĩa lă để câc giọt ở trạng thâi phđn tân bền, người ta dùng chất khử nhũ hóa:
Cho câc chất điện ly vơ cơ văo để lăm cho câc giọt tích điện vă đẩy nhau.
Thím câc chất hoạt động bề mặt có cấu trúc lưỡng cực để chúng hướng hai cực hâo nước vă ưa bĩo của chúng văo hai phía của bề mặt liín pha dầu/nước do đó lăm giảm được sức căng bề mặt giữa hai pha;
Thím những chất cao phđn tử hòa tan được trong pha liín tục, như polysaccharide để lăm tăng độ nhớt của pha liín tục, hoặc như protein để hấp thụ văo bề mặt liín pha.
Khi protein được hấp thụ văo bề mặt liín pha giữa câc giọt dầu phđn tân vă pha nước liín tục sẽ tạo ra những tính chất cơ lý như độ dăy, độ nhớt, độ đăn hồi, độ cứng có tâc dụng bảo vệ lăm cho câc giọt không hợp giọt được. Ngoăi ra, phụ thuộc văo pH, sự ion hóa câc nhóm bín của protein cũng sẽ tạo lực đẩy tĩnh điện lăm cho nhũ tương bền.
31
Câc thực phẩm kể trín thường do protein lăm bền.
* Khả năng tạo bọt
Bọt thực phẩm lă hệ phđn tân của câc bóng bọt trong một pha liín tục lă chất lỏng hoặc chất nửa rắn, có chứa một chất hoạt động bề mặt hịa tan. Câc loại kem ướp lạnh, bọt bia, bânh mì... lă những bọt thực phẩm.
Câc bóng bọt thường chứa khơng khí hoặc khí CO2 mă âp suất lớn hơn âp suất bín ngoăi nhưng ĩp sât văo nhau do đó câc bóng bọt có hình đa diện. Măng lỏng bao quanh bóng bọt rất mỏng, vì hệ có năng lương dư bề mặt, câc bóng bọt tâc động lẫn nhau có thể gđy ra những chỗ nứt, vỡ cục bộ.
Muốn tạo bọt bền nghĩa lă câc bóng bọt khơng bị vỡ thì măng mỏng bao quanh bóng bọt phải đăn hồi vă khơng thấm khí. Khi protein được hấp thụ văo bề mặt liín pha thì sẽ tạo ra được một măng như thế nín bảo vệ được bóng bọt. Câc chất tạo bọt thực phẩm thường lă protein (lòng trắng trứng, mâu, protein của đậu tương...).
* Khả năng cố định mùi
Protein có thể cố định được câc chất mùi khâc nhau (câc chất có mùi lă những chất bay hơi). Câc protein có thể hấp phụ lý học hay hóa học câc chất có mùi thơng qua tương tâc Van der waals hoặc qua liín kết đồng hóa trị vă liín kết tĩnh điện.
Câc hợp chất bay hơi có cực như rượu thường được dính văo protein bằng liín kết hydro. Cịn câc hợp chất bay hơi có khối lượng phđn tử thấp lại cố định văo câc gốc acid amin không cực qua tương tâc kỵ nước (ưa bĩo).
Cũng có một số hợp chất có mùi cố định văo protein bằng liín kết đồng hóa trị. Trong trường hợp năy q trình lă khơng thuận nghịch. Chẳng hạn cố định câc chất sinh mùi lă aldehide hay cetone văo nhóm NH2 của protein, hoặc đính chất bay hơi có nhóm NH2 vă nhóm carboxyl của protein.
Nhờ khả năng cố định mùi của protein mă người ta có thể tải mùi thịt “thật” văo một protein thực vật đê được tạo hình.