protein va bien doi sinh hoa

ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 3: Protein 1

Chương 3: PROTEINI. Vai trò sinh học của proteinII. Cấu tạo phân tử proteinIII.Một số tính chất quan trọng của proteinIV.Phân loại proteinV. Các quá trình biến đổi protein trong gia

công, chế biến thực phẩm và ứng dụngVI.Các biến đổi của protein trong QTSX và

bảo quản thực phẩmVII.Các hệ thống protein thực phẩm


I. VAI TRÒ SINH HỌC CỦA PROTEIN


Vai trò của protein trong cơ thểsinh vật

1. Xúc tác: enzyme2. Vận tải: hemoglobin, mioglobin (ở ĐV có

xương sống), hemoxiamin (ở động vật không xương sống)

3. Chuyển động: co cơ, chuyển vị trí của NST

4. Bảo vệ: kháng thể, interferon chống sựnhiễm virut, chống đông máu, độc tố(toxin)


Vai trò của protein trong cơ thểsinh vật

5. Truyền xung thần kinh: chất màu thị giác rodopxin ở màng lưới mắt.

6. Điều hòa: hormon, ức chế đặc hiệu enzyme

7. Chống đỡ cơ học: protein sợi như sclerotin/côn trùng, fibroin/tơ tằm, tơ nhện, colagen, elastin/mô liên kết, mô xương

8. Dự trữ dinh dưỡng: ovalbumin/lòng trắng trứng, gliadin/hạt lúa mì, zein/ngô, feritin/lá.


Protein quyết định đặc trưng khẩu phần thức ăn nền tảng protein cao

Thiếu protein: Suy dd, sụt cân mau, chậm lớn Giảm khả năng miễn dịch Gan, tuyến nội tiết, hệ thần kinh không hoạt

động bình thường Thay đổi TPHH và cấu tạo hình thái của

xương (Ca, Mg)Protein cao, chất lượng tốt (đủ các acid amin không thay thế)

Giá trị dinh dưỡng


Acid amin

Dạng không ion hóa Dạng ion lưỡng cực

•Công thức cấu tạo tổng quát: R – CH – COOH

NH2

R – CH – COO–

NH3+


Các acid amin thường gặp

Đa số protein cấu tạo từ 20 L- acid amin và 2 amit

COOH (acid amin) CONH2 (amit)acid aspartic Asparaginacid glutamic Glutamin


Phân loại các acid amin thường gặpacid amin phân cực acid amin không

phân cựcTrung tính acid tính Kiềm tínhTên gọi thông thường

Viết tắt

Tên gọi thông thường

Viết tắt


Viết tắt


Viết tắt

AsparaginXysteinXystinGlutaminSerinTirozinTreonin

AsnCys

GlnSerTyrThr

a.Aspartica.Glutamic

AspGlu

AcgininLizinHistidin

ArgLysHis

AlaninPhenilalaninGlixinLơxinIzolơxinMethioninProlinTriptophanValinOxiprolin

AlaPheGlyLeuIleuMetProTrpVal


Acid amin phân cực, trung tính


Acid amin phân cực, trung tính


Acid amin phân cực, trung tính Xystin, Xystein


Acid amin phân cực, kiềm tính


Acid amin phân cực, acid tính


Acid amin không phân cực


Acid amin không phân cực


Acid amin không phân cựcOxyproline, Oxipolin

Prolin(Proline) Oxiprolin (Oxyproline)


Một số acid amin ít gặp trong protein


Một số acid amin không cótrong protein


Các acid amin không thay thếaa không thay thế (cần thiết, thiết yếu) = aa mà người/ĐV không thể tự tổng hợp lấy từ thức ăn

Thiếu cân bằng N (-)Tùy thuộc vào loài, lứa tuổi:

– Người lớn: 8 (valin, lơxin, izolơxin, metionin, treonin, phenylalanin, triptophan, lyzin)

– Trẻ em: 8 + 2 (arginin, histidin)


Các acid amin không thay thế và nhu cầu hàng ngày của người trưởng thành

TT acid amin

Nhu cầu (g/ngày)

TT acid amin Nhu cầu (g/ngày)

1 Valin 8,8 5 Methionin 3,02 Lơxin 9,0 6 Lizin 5,23 Izolơxin 3,3 7 Triptophan 1,14 Treonin 3,5 8 Phenilalanin 4,4


Một số tính chất hóa lý của acid amin

Tính chất chung Tính đồng phân quang học (đồng phân

lập thể) của acid amin Khả năng hydrat và tính tan Tính điện ly lưỡng tính Các phản ứng hoá học


Tính chất chung Bền trong môi trường nước, bền

nhiệt (không bị phá huỷ ở 100-200oC)

Bền trong môi trường acid (riêng các acid amin chứa lưu huỳnh bịphá huỷ)

Không bền trong môi trường kiềm: hiện tượng raxemic


Tính đồng phân quang học (đồng phân lập thể)

– Trừ glyxin, các acid amin đều chứa C bất đối (C*)

– Phân tử tồn tại dưới 2 dạng L(-, quay trái) vàD (+, quay phải)

– Đa phần các acid amin thực phẩm tồn tại dưới dạng L protein có tính làm quay mặt phẳng của ánh sáng phân cực sang trái.

– Dạng D không được cơ thể hấp thụ


C bất đối

a – C – c

d

*

b

X – C – H

R

*

R’

Dạng L(-)

H – C – X

R

*

R’

Dạng D(+)


Trong đó:–Gốc R’ có mức độ oxy hóa cao hơn R:

COOH > CHO > CH2OH > CH3

–Dị tố X: Br, Cl, OH, NH2


Ở acid amin:–C* chính là C

–Gốc R’ là COOH–X là NH2

Do đó, cấu hình D và L có dạng:

NH2 – C – H

R

COOH

Dạng L(-)

H – C – NH2

R

COOH

Dạng D(+)


Người ta quy ước lấy acid amin serin làm đơn vị so sánh để xét đồng phân quang học của acid amin:

H2N – C – H

CH2OH

COOH

L – Serin

H – C – NH2

CH2OH

COOH

D – Serin



Khả năng hydrat hoá và tính tan

Gốc R chứa các nhóm chức có khả năng tạo liên kết hydro với nướcThường khả năng hydrat hoá cao sẽ có

tính hòa tan Tính tan phụ thuộc vào bản chất acid

amin, vào dung môi...


Tính điện ly lưỡng tính Do phân tử vừa chứa nhóm NH3

+ và nhóm COO-

Môi trường acid: – a.a tích điện dương (+)– a.a chuyển về cực âm (-)

Môi trường kiềm:– a.a tích điện âm (-)– a.a chuyển về cực dương (+)

Ở giá trị pH mà các a.a không tích điện là pH đẳng điện (pI, pHi)

Cơ sở ứng dụng của phương pháp điện di


Tính điện ly lưỡng tính

R – CH – COOH + H+ R – CH – COOH

NH2 NH3+

R – CH – COOH + OH– R – CH – COO– + H2O

NH2 NH2


Các phản ứng hoá học

Phản ứng với formaldehit (formaldehyd)

Phản ứng với ninhydrin (Trixetohidrinden)

Phản ứng của gốc R


Phản ứng với formaldehit (formaldehyd)

Đánh giá mức độ thủy phân của protein Formaldehit (HCHO) phản ứng với nhóm amin tạo

thành dẫn xuất metilen của acid amin:

R – CH + C-H R – CH + H2O

COO– COOH

NH3+ O

H

N = CH2



Dùng định tính và định lượng acid amin nhờ:– phương pháp sắc ký trên giấy– sắc ký trên cột nhựa trao đổi ion bằng

máy phân tích acid amin tự động (g)Các - acid amin + ninhydrin hợp

chất màu xanh tímRiêng: iminoacid (prolin) + ninhydrin

hợp chất màu vàng



OOH

OHO

OH

HOO

+ NH3 +

O

O

O

O

– N =

indandion – 2 – N –2 – indanon

O

O

O

O

– N =+ NH3

ONH4

O

O

O

– N =

Hợp chất màu xanh tím (Ruheman)

OOOH

OHO

R – C – COOH +

NH2

H H

OHO

NH3 + CO2 + RCHO +

dixetooxyhindridenninhidrin


Phân tích acid amin bằng phương pháp sắc ký giấy

Các cấu tử cần tách được di chuyển trên giấy nhờ lực mao dẫn của dung môi. Chúng được tách ra nhờ sự khác nhau về ái lực giữa pha động và pha tĩnh


Cấu tạo phân tử protein Các nguyên tố cơ bản: C, H, O, N

– Cacbon: 50-55%– Hydro: 5,5-7,3%– Oxy: 21,5-23,5%– Nitơ: 15-18% [Pr] = [NPr] x f

• f = 6,25: protein thường• f = 5,7: protein ngũ cốc• f = 6,38: protein sữa

– Các nguyên tố khác: S (0,3-2,5%), P (0,1-0,2%), Fe, Zn, Cu...

acid amin peptit polypeptit protein


Peptit (Peptid)Peptit là sản phẩm ngưng tụ của các acid amin:

- H2O

H2N – CH – COOH + HNH – CH – COOH

R1 R2acid amin 1 acid amin 2

Liên kết peptit

H2N – CH – CO – NH – CH – COOH

R1 R2 Dipeptit


Liên kết Peptit

Liên kết peptit (-CO-NH-) = liên kết giữa nhóm amino (NH2) và nhóm cacboxyl (COOH) của 2 phân tử acid amin khác nhau


Peptit, polypetit2,3..n aa dipeptit, tripeptit..polipeptitPhân biệt giữa polipeptit và protein bởi

khối lượng phân tử (M):– Polipeptit có M nhỏ tan được trong

dd acid tricloaxetic 10%– Protein có M lớn không tan được

trong dd acid tricloaxetic 10%


Cấu trúc của phân tử protein

Thuyết polipeptit: acid amin peptit polypeptit protein

Các mức cấu trúc– cấu trúc bậc 1: mạch thẳng– cấu trúc bậc 2: xoắn lò so, tờ giấy xếp,

cuộn thống kê….– cấu trúc bậc 3: cấu trúc cầu– cấu trúc bậc 4: cấu trúc cầu, do nhiều

dưới đơn vị


Cấu trúc bậc 1

Quy định bởi thành phần và trình tự kết hợp của các acid amin có trong protein đó.Liên kết đặc trưng = liên kết peptitQuy định từ trong gen, xác định quan

hệ họ hàng và lịch sử tiến hoá


Cấu trúc bậc 1


Cấu trúc bậc 2

Liên kết đặc trưng = liên kết H giữa nhóm imin (NH) và nhóm cacbonyl (CO)Gồm:

– cấu trúc xoắn kiểu – cấu trúc xếp nếp kiểu


Cấu trúc xoắn Vòng xoắn quay theo chiều

từ trái sang phải vì các acid amin có cấu hình L

Mỗi vòng xoắn gồm 3,6 gốc acid amin (18 aa 5 vòng)

Có các acid amin không cókhả năng tạo xoắn ở cacbon như prolin, glixin, izolơxin, serin


Cấu trúc xoắn


Cấu trúc xếp nếp Cấu trúc dạng sợi, dịch đặc, gấp nếpTương tác giữa:

– 2 chuỗi polipeptit– giữa các đoạn mạch của 1 chuỗi polipeptit


Cấu trúc xếp nếp

(a): D¹ng song song (b) D¹ng ®èi song song


Cấu trúc bậc 3Trên cơ sở cấu

trúc bậc 1 và 2 cấu trúc gấp khúc không gian 3 chiều

Liên kết đặc trưng = liên kết ion, liên kết không phân cực, liên kết hydro, liên kết disunfit (-S-S-)


Cấu trúc bậc 3


Cấu trúc bậc 3

Phân tử chymotrysin


Các liên kết hydro trong protein


Cấu trúc bậc 4

Dạng: hình cầu, tập hợp của nhiều dưới đơn vị (subunit) Liên kết: tĩnh điện, tương tác kỵ nước, liên kết H, Van der Waal, cầu disulfua…

phân tử hemoglobin


Tóm tắt các mức cấu trúc của protein


III. Một số tính chất quan trọng của protein

Khối lượng và hình dạng của phân tửprotein

Tính chất lưỡng tính của proteinTính chất của dung dịch keo proteinSự biến tính của protein


Khối lượng, hình dạng của protein Khối lượng: M lớn, hàng nghìn triệu hoặc lớn hơn Hình dạng:

– Hình cầu:• trục dài/trục ngắn <20• Tan / nước muối loãng• Hoạt động hh xúc tác• Hemoglobin, myoglobin...

– Hình sợi:• trục dài/trục ngắn=100 -1000• Trơ hh chức năng cơ học• Colagen (da, sụn); keratin(tóc, lông); fibrin (tơ);

miozin (cơ).


Tính chất lưỡng tính của proteinProtein là chất điện ly lưỡng tính do các nhóm

phân cực của gốc R như COOH thứ hai (Asp, Glu), NH2 (Lys), guanidin (Arg), imidazol (His), OH (Ser, Thr, Tyr) pHi (pI):– pH < pHi:protein = đa cation– pH > pHi: protein = đa anion– pH = pHi, protein kết tụ xác định pHi của

protein, kết tủa proteinTừ sự khác biệt về pHi của các protein

phương pháp điện di, tách chiết protein


Tính chất dung dịch keo proteinKhi hòa tan, protein dung dịch keo (kích thước

lớn, không đi qua màng bán thấm) tinh sạch protein bằng phương pháp thẩm tích

2 yếu tố đảm bảo độ bền keo protein:– Sự tích điện cùng dấu– Lớp vỏ hydrat Loại bỏ 2 yếu tố này, protein sẽ bị kết tủa.

Các yếu tố gây kết tủa thuận nghịch protein:– muối trung hòa như (NH4)2SO4

– dung môi hữu cơ như axeton, etanol (t<00C)


Điện di


Điện di trên gel polyacrylamit

Các protein cần tách sẽ di chuyển với các tốc độkhác nhau (do sự khác nhau về kích cỡ và độtích điện) và sau đó chúng sẽ được định vị ở các vị trí khác nhau trên bản gel (các vệt gel)


Phương pháp điện di đẳng điện


Phương pháp SDS-Page


Sự biến tính của protein Định nghĩa:

Điều kiện môi trường thay đổi protein bị thay đổi hoàn toàn về tính chất lý, hóa cấu trúc bậc 2,3,4 bị phá vỡ (cấu trúc bậc 1 giữnguyên) protein bị biến tính


Sự biến tính của protein

Khi biến tính, protein bị biến đổi:– Tính hòa tan do lộ các nhóm kỵ nước– Khả năng giữ nước – Mất hoạt tính sinh học– Độ nhạy với enzyme proteaza– Độ nhớt nội tại– Mất khả năng kết tinh


Sự biến tính của protein

Phân loại:–Biến tính thuận nghịch: sau biến

tính, dạng ban đầu của protein được phục hồi

–Biến tính không thuận nghịch: sau biến tính, protein không thểkhôi phục trạng thái ban đầu


Sự biến tính của proteinCác tác nhân gây biến tính:

– Tác nhân vật lý• Nhiệt độ: làm dãn mạch phân tử.• Tia cực tím: các gốc acid amin thơm (Trp,

Tyr, Phe) hấp thụ các tia cực tím, làm thay đổi hình thể của phân tử Protein và nếu mức năng lượng đủ lớn sẽ làm đứt gẫy các cầu disunfua (-S-S-)

• Xử lý cơ học: khi nhào trộn, cán, kéo hoặc dãn được lặp đi lặp lại nhiều lần tạo ra lực cắt cũng làm biến tính Protein.


Sự biến tính của proteinCác tác nhân gây biến tính:

– Tác nhân hoá học:• pH: tạo lực đẩy tĩnh điện giữa các nhóm bị

ion hoá và làm giãn mạch các phân tửProtein.

• Các ion kim loại: đặc biệt là các ion kim loại chuyển tiếp (Cu, Fe, Hg, Ag) tạo phức bền với protein làm thay đổi cấu hình phân tử ( nhóm -SH)

• Các dung môi hữu cơ: thay đổi hằng số điện môi của môi trường, biến đổi các lực hút tĩnh điện vốn làm bền phân tử protein


IV. Phân loại protein

Dựa vào thành phần hóa học 2 nhóm lớn:– Protein đơn giản– Protein phức tạp: phần protein + phần

phi protein (nhóm ngoại)


Protein đơn giản(Phân loại dựa vào tính hòa tan)

Nhóm protein

Dung môihòa tan

Sự phân bố của protein

Albumin Nước Lòng trắng trứng, các loại hạt

Globulin dd muối loãng Hầu hết các loại thực vậtProlamin Rượu etylic 70% Hạt hòa thảoGlutelin Kiềm, acid loãng Hạt lúa mìHiston acid loãng Nhân tế bàoProtamin Nhiều dung môi Nhân tế bào


Protein phức tạp(Phân loại dựa vào phần phi protein)

Nhóm protein Phần phi proteinNucleoprotein acid nucleicGlycoprotein GluxitLipoprotein LipitCromoprotein Chất màuPhotphoprotein H3PO4

Metaloprotein Kim loại


V. Các quá trình biến đổi protein trong gia công, chế biến thực phẩm và ứng dụng

Khả năng tạo gel của proteinKhả năng tạo bột nhãoKhả năng tạo màngKhả năng nhũ hóaKhả năng tạo bọtKhả năng cố định mùi


Khả năng tạo gel của proteinĐịnh nghĩa của sự tạo gel:Protein bị biến tính cấu trúc bậc cao bịphá hủy mạch peptit bị giãn ra các nhóm bên ẩn phía trong xuất hiện các mạch polipeptit tiếp xúc và liên kết lại mạng lưới không gian 3 chiều vô định hình, rắn, chứa đầy pha phân tán (H2O)

nDlaømlaïnh hoaëct0

Dt

Nt

nN )(PnPnP)(P00

PN là protein tự nhiên ban đầu, PD là protein bị biến tính.


Khả năng tạo gel của protein Các liên kết tạo nên cấu trúc gel:

– Liên kết hydrophop (kỵ nước hay ưa béo), ổn định khối gel cứng

– Liên kết H giữa nhóm peptit, OH, COOH liên kết yếu, linh động gel có độ dẻo nhất định, dễ bị đứt khi gia nhiệt, tái lập khi để nguội

– Liên kết tĩnh điện– Liên kết disulfua gel rất chắc và bền


Khả năng tạo gel của protein

Điều kiện tạo gel:– Nhiệt độ: gia nhiệt làm lạnh tạo nhiều liên kết hydro gel bền– axit hóa/kiềm hóa nhẹ: pH pI– Thêm chất đồng tạo gel: polysacarit gel

có độ cứng và độ đàn hồi cao hơn


Khả năng tạo bột nhão

Các protein (gliadin và glutenin) của gluten bột mì có khả năng tạo hình “bột nhão” (paste) có tính cố kết, dẻo và giữ khí cấu trúc xốp cho bánh mì khi nướng


Khả năng tạo màng

Protein như gelatin có thể tạo màng nhờ các liên kết hydro nên có tính thuận nghịch:

– t > 300C: tan chảy– Để nguội: tái lập


Khả năng nhũ hóa

Nhũ tương:– Nhũ tương = hệ phân tán của hai chất

lỏng không trộn lẫn nhau (pha phân tán + pha liên tục)

– Nhũ tương là hệ không bền nhiệt động hợp giọt



Các phương pháp làm bền hệ nhũ tương:– Cho các chất điện ly vô cơ các giọt

tích điện và đẩy nhau– Thêm chất hoạt động bề mặt giảm

sức căng bề mặt giữa hai pha– Thêm chất cao phân tử hòa tan được

trong pha liên tục như polysacarit, protein hấp thụ vào bề mặt liên pha



Tác dụng làm bền hệ nhũ tương của protein:– protein hấp thụ vào bề mặt liên pha độ

dày, độ nhớt, độ dàn hồi, độ cứng ngăn hợp giọt

– Ngoài ra, sự ion hóa các nhóm bên của protein lực đẩy tĩnh điện làm cho nhũ tương bền.


Khả năng tạo bọt Bọt thực phẩm = hệ phân tán (bóng

bọt/chất lỏng hay chất bán rắn), ví dụ kem ướp lạnh, bọt bia, bánh mì…

Để bọt bền: màng mỏng bao quanh bóng bọt phải đàn hồi và không thấm khí khi protein được hấp thụ vào bề mặt liên pha thì sẽ tạo ra được một màng như thế

Các chất tạo bọt thực phẩm thường làprotein (lòng trắng trứng, máu, protein của đậu tương…)


Khả năng cố định mùi Protein hấp phụ chất có mùi qua tương tác Van

der Waals, liên kết đồng hóa trị, liên kết tĩnh điện:– Các hợp chất bay hơi có cực như rượu đính

vào protein bằng liên kết hydro– Các hợp chất bay hơi có M thấp cố định vào

các gốc axit amin không cực qua tương tác kỵ nước (ưa béo)

– Một số có liên kết đồng hóa trị không thuận nghịch (aldehit hay xeton vào nhóm NH2/ protein, chất bay hơi có nhóm NH2 vào nhóm COOH/protein)


VI. Các biến đổi của protein trong QTSX và bảo quản thực phẩm

Biến đổi do nhiệt Biến đổi do enzyme


Biến đổi do nhiệt

Gia nhiệt vừa phải (chần) protein biến tính vô hoạt độc tố, chất kìm hãm, enzyme không mong muốn

Gia nhiệt kiểu thanh trùng (> 110 – 1150C) một phần Cys, Cysn bị phá hủy H2S, dimetylsunfua, axit xisteic… mùi đặc trưng

Gia nhiệt khan, t >2000C Trp bị vòng hóa , , cacbolin


Biến đổi do nhiệtGia nhiệt TP giàu protein có pH trung tính

hay kiềm ở t0 cao (>2000C)– Thủy phân lk peptit, raxemic 50% gt

dinh dưỡng (đphân D khó tiêu hóa)– Phá hủy aa: Arg ornitin, ure, sitrulin,

NH3; Cys dehydroalanin– Tạo cầu nối đồng hóa trị giữa các chuỗi

polypeptit Xử lý nhiệt thịt/cá ở t0 >t0 thanh trùng cầu

đồng hóa trị kiểu izopeptit giữa Lys vàGlu/Asp


Biến đổi do enzyme

Phản ứng khử amin Phản ứng khử cacboxyl Phản ứng khử amin khử cacboxyl Phản ứng tạo mercaptan Phản ứng tạo scatol, indol, crezol, phenol Phản ứng tạo di-trimetylamin từ các lipoprotein Phản ứng tạo phosphin


Phản ứng khử amin

R – CH – COOH + H2O

NH2

R – CH – COOH + NH3

OH

R – CH – COOH + H2

NH2

R – CH2 – COOH + NH3Enzim của

VSV hiếu khí


Phản ứng khử cacboxyl

R – CH – COOH

NH2

R – CH2 – NH2 + CO2


Phản ứng khử amin khử cacboxyl 1) R – CH – COOH + ½ O2

NH2

R – CO – COOH + NH3

R – CH – COOH

OH

R – CH2 – OH + CO2

2) R – CH – COOH + H2ONH2

R – CH – COOH + NH3

OH

R – CO – COOH R – CH = O + CO2Decacboxylaza


Phản ứng tạo mercaptan

CH – NH2 +2H

COOH

+ CO2 + NH3

CH2 - SH

CH3

CH2 - SH


Phản ứng tạo scatol, indol, crezol, phenol

Tạo scatol, indol:triptophan + H2O axit indoloxypsopinic + NH3

a.indoloxypsopinic +O2 a. indolaxetic +H2O + CO2

axit indolaxetic scatol + CO2

scatol + 3/2 O2 indol + H2O + CO2

Tạo crezol, phenol:Phenylalanin crezol phenol


Phản ứng tạo di-trimetylamin từ các lipoprotein

Phần lipit sau khi tách từlipoprotein sẽ bị chuyển hóa thành các di-trimetylamin


Phản ứng tạo phosphin

Xảy ra với phosphoprotein và nucleprotein có chứa H3PO4:

H3PO4 PH3 + 2O2

Phosphin (PH3) là khí không màu, mùi thối, rất độc


VII. Các hệ thống protein thực phẩm

1. Protein thịt2. Protein sữa3. Protein trứng4. Protein bột


Thành phần chủ yếu của của thịt gia súc, gia cầm là mô cơ vàmô liên kết

Mô cơ cấu tạo từ các tế bào cơ gọi là sợi cơ

Mô liên kết bao gồm sợi colagen và sợi đàn hồi

Sợi cơ hay tế bào cơ

1. PROTEIN TRONG THỊT GIA SÚC GIA CẦM


Protein mô cơ– Miozin– Miogen– Actin– Globulin– Actomiozin


Actin

Miozin


Protein mô liên kết– Sợi colagen: khi đun sôi, trong nước,

colagen bị thuỷ phân một phần và có sự thay đổi cấu trúc bên trong của phân tửprotein. Colagen chuyển thành glutin có độnhớt cao, để nguội tạo thành gel. Khi đun nóng trở lại, chuyển thành xon đặc

– Elaxtin: bền vững với acid, kiềm và enzym. Khi nhiệt độ tăng gây co rút


Dựa vào những biểu hiện bên ngoài, người ta chia một cách quy ước những sự biến đổi ởthịt sau khi giết thành 3 thời kỳ:

– Tê cóng sau khi giết– Chín tới– Tự phân

Sự biến đổi tiếp theo của thịt sau ba thời kỳnày đó là sự phân hủy thối rữa

Sự biến đổi protein thịt trong quá trình bảo quản


a. Sự tê cóng sau khi giết Tê cóng sau khi giết của các bắp cơ là kết quả của sự

phát triển của quá trình hoá sinh phức tạp do enzym mà đặc trưng của nó khác với các quá trình sống. Đóchủ yếu là các quá trình phân giải, bao gồm:

– Phân huỷ glycogen thành acid lactic. pH từ điểm trung hoà thành pH acid

– Phân huỷ glycogen thành các glucid có tính khử(glyco phân)

– Phân huỷ acid creatinphosphoric– Phân huỷ ATP– Kết hợp actin với myozyn thành phức chất không

tan (tạo độ rắn của mô cơ)



Sự phát triển tê cóng hoàn toàn xảy ra với thời gian khác nhau phụ thuộc vào đặc điểm động vật và các điều kiện xung quanh

Vào lúc này: độ rắn của thịt tăng 25%, độ cản cắt tăng lên 2 lần. Thịt như thế sẽ có độ rắn lớn kể cả sau khi nấu

Thịt ở trạng thái tê cóng sau khi giết: tiêu hoábởi pepsin kém, hầu như bị mất mùi thơm vàvị sẵn có ở trạng thái luộc


Thịt ở giai đoạn cứng xác chưa thích hợp trong sử dụng chế biến, vì:

– chưa cho hương thơm vị ngon– khả năng hydrat hoá kém làm cho thịt luộc

bị cứng, khô quắt– nước canh luộc thịt bị đục, không có vị ngọt

đậm đà


b. Sự chín tới của thịt Chín tới, đó là tập hợp những biến đổi về tính

chất của thịt gây nên bởi sự tự phân. Kết quảlà thịt có được những biểu hiện tốt về hương vị thơm và vị, trở nên mềm mại tươi ngon

So với thịt ở trạng thái tê cóng thì nó dễ tác động bởi enzym tiêu hoá hơn


Do tác dụng của acid lactic, protein bị đông tụ:– Mất khả năng kết hợp với nước– Cơ thịt mềm– Hương vị thơm ngon, dễ tiêu

Acid lactic- Đông tụ- Mất khả năng kết hợp với nước

- Cơ thịt mềm- Hương vị thơm ngon, dễ tiêu

Acid phosphoric + Hypoxanthin + acid glutamic

Protein

Nucleoprotein


Tác dụng của quá trình chín tới:– Có tính acid nhẹ– Ức chế được sự phát triển của vi sinh vật

gây thối– Thịt có mùi thơm ngon, dễ tiêu


Cơ chế của quá trình tê cóng vàchín tới

Tê cóngActin + miozyn Actomiozyn (không hoà tan)

Chín tới (từ trạng thái co rút sang trạng thái suy yếu)

Actomiozyn Actin + myozyn

Tê cóng

Chín tới


c. Sự tự phân Nếu bảo quản thịt chín tới kéo dài trong điều

kiện vô trùng ở nhiệt độ dương thấp thì quátrình tự phân trong thịt sẽ kéo dài. Thời kỳ này gọi là sự tự phân

Tự phân đặc trưng bằng sự phân giải các bộphận thành phần chủ yếu của mô cơ – đó làprotein và lipid dưới tác dụng của các enzym trong mô làm đứt các liên kết peptid của các phân tử protein đồng thời phá huỷ chính protein đó và thuỷ phân chất béo


Sự phân giải protein kèm theo pháhuỷ các thành phần cấu trúc hình thái học của mô cơ. Do đó:

– Độ rắn của thịt giảm đi– Sự tách dịch thịt tăng lên– Thịt có màu sắc hung nâu rõ– Thịt trở nên chua và có mùi khó

chịu hơn

Đặc điểm của thịt khi sự tựphân xảy ra


Nếu để thịt nguội không đúng quy cách, các enzym cósẵn trong thịt phát triển mạnh phân huỷ protein thành NH3, H2S… Hiện tượng này xảy ra ở nhiệt độ 400C vàthiếu oxy gây ra.

Thịt tự phân có trạng thái cảm quan không tốt:– Có mùi chua khó chịu– Bề mặt ngoài đôi khi có màu xanh– Ở sâu trong khối thịt có mùi hôi, màu sắc đôi khi đỏ

hoặc nâu– Không có vi sinh vật gây thối– Không có hại cho sức khoẻ người tiêu dùng

Đến giai đoạn nhất định của sự tự phân, thịt sẽ trởthành không còn dùng được để làm thực phẩm


d. Sự phân huỷ thối rữa (hiện tượng ôi thiu)

Một yếu tố bên ngoài hết sức quan trọng làm thay đổi hẳn tính chất của thịt, đó là sự hoạt động của vi sinh vật:

– VSV phân huỷ protein– VSV phân huỷ lipid– VSV phân huỷ các acid amin

Ở những điều kiện thích hợp, vi sinh vật phân huỷ các chất dinh dưỡng của thịt thành các chất đơn giản. Chỉcó những vi sinh vật gây thối thì mới có khả năng phân huỷ thức ăn thành những chất có hại.


Escherichia coli – Hình que, không tạo bào tử– Gram (-), catalase (+),

oxidase (-), – t0 phát triển: 7 – 500C, topt:

370C– pHopt : 7,0-7,5– aw : 0.95– Nhiễm từ phân– Gây bệnh đường ruột, tiêu

chảy,nhiễm khuẩn máu, viêm màng não, nhiễm khuẩn đường tiêu

Các vi sinh vật thường hiện diện trong thịt


Escherichia coli


Staphylococcus– Hình cầu, không tạo bào tử– Gram (+), – t0opt: 370C, pHopt : 6 – 7– CNaCl: 9 – 10%– Sống ở da người, đường hô hấp, tiêu hóa– Tạo mụn nhọt, làm đông huyết tương– Gây bệnh viêm phổi, viêm màng não

viêm cơ tim, viêm thận, tủy xương– Chất ức chế: hexaclorophen, tím gential – Chất tiêu diệt: clorit, neomycine, polymycine


Salmonella– Trực khuẩn gram (-), không

tạo bào tử– Có tiên mao (trừ S. gallinarum)– Kích thước tế bào: 0,5 – 3 m – Vào cơ thể từ phân (người,

động vật lông vũ); từ người bệnh

– t0opt: 370C, pHopt : 4 – 9– Gây tiêu chảy, ói mửa, buồn

nôn, chủng Sal. typhy, Sal. paratyphi gây sốt thương hàn


Bacillus– Trực khuẩn G(+), sinh bào

tử, kỵ khí tùy ý– tăng trưởng trong khoảng

nhiệt độ từ 5-500C, tối ưu ở35-400C

– Xâm nhập vào sữa, thịt, rau quả, hỗn hợp gia vị, sản phẩm khô

– Tiết hai loại độc tố chính: diarrhoeal toxin gây tiêu chảy và emetic toxin gây nôn mửa

Bacillus cereus


Clostridium– Trực khuẩn gram (+)– Không di động– Yếm khí (kỵ khí)– Tạo bào tử. Bào tử rất chịu

nhiệt.– t0opt: 43 – 470C, pH: 5 – 9 – Bị ức chế bởi NaCl 5% hoặc

NaNO3 2,5%

Clostridium botulinum


Các dạng hư hỏng của thịt

Hóa nhầy: giai đoạn đầu của quá trình hư hỏng thịt.

Các vi khuẩn thường thấy ở lớp nhầy: – Micrococcus albus, M. liquefaciens, M.

aureus, M. candidus– Streptococcus liquefaciens; E. coli– Bact. alcaligenes, Bac. mycoides, Bac.

mesentericus– Pseudomonas– Leuconostoc– Lactobacillus– và một số loại nấm men

Leuconostoc


Các dạng hư hỏng của thịt Hóa nhầy thịt gia cầm do Pseudomonas


Các dạng hư hỏng của thịt Lên men chuaCác vi khuẩn thường thấy:

– vi khuẩn lactic– một số loại nấm men– nấm mốc– vi khuẩn gây thối


Các dạng hư hỏng của thịt Sự thối rữa: Các vi khuẩn

thường thấy: – Vi khuẩn hiếu khí: Proteus

vulgaris, Bacillus subtilis, Bacillus mesentericus, Bacillus megatherium

– Vi khuẩn kỵ khí: Clostridium perfringens, Clost. putrificum, Clost. sporogens


Các dạng hư hỏng của thịt

Sự biến đổi sắc tố: thịt chuyển từ màu đỏ sang xám, nâu hoặc xanh lục

Các vi khuẩn thường thấy khi lạp xưởng, xúc xích đổi màu: Lactobacillus, Leuconostoc


Sự biến đổi của protein thịt trong quá trình chế biến thực phẩm


Sự biến tính và sự đông tụ– Khi chế biến thịt, những protein của mô cơ

bị biến tính dần theo mức độ sản phẩm bị đun nóng. Sự biến tính bắt đầu ngay ởnhững nhiệt độ thấp và tăng nhanh cho tới 60-650C. Ở nhiệt độ này, 90% protein hoà tan trong nước bị biến tính

– Kèm theo sự biến tính là bởi nhiệt là sự đông tụ của các protein. Biểu thị bằng các gel protein nén chặt vào nhau ở bên trong các sợi cơ. Hiện tượng này làm nước bị đẩy ép ra ngoài, đường kính sợi cơ bị co rút lại


Trước khi nấu Sau khi nấu


Sự chín của colagen:– Khi nhiệt độ tăng lên khoảng 600C, chiều

dài của những bó colagen bắt đầu ngắn lại và thể tích tăng lên. Bên cạnh đó, sự đồng thể hoá xảy ra, cấu trúc hình sợi bị phá huỷ, chuyển thành một khối đồng nhất trong suốt. Quá trình này gọi là sự chín.

– Khi để nguội, khối colagen đã chín không phục hồi cấu trúc, chỉ một số ít liên kết ngang giữa các mạch peptid hình thành trởlại, làm bó sợi colagen giãn nhẹ.


Sự tan rã của colagen– Sự chín colagen là giai đoạn đầu trong sự phân

huỷ cấu trúc ban đầu của colagen. Khi nhiệt độ tăng cao, các cầu nối ngang giữa các mạch peptid bị cắt đứt, làm bó colagen bị tan rã chuyển thành glutin. Hiện tượng này làm cho độ bền vững của các màng quanh cơ bị suy yếu.

– Trong thực tế, có thể dùng enzym papain trộn với muối để ướp thịt. Enzym hoạt động phân giải phávỡ cấu trúc của colagen.

– Sự chuyển hoá của colagen thành glutin xảy ra càng nhanh khi nhiệt độ đun càng cao.


Chất đông glutin– Khi colagen bị phá hủy, chuyển thành glutin. Glitin

chuyển vào nước tạo thành chất đông. Khi nhiệt độhạ thấp, sự đông đặc của glutin xảy ra tạo nên khối đông


Sự biến đổi protein trong quá trình ướp muối

Trong quá trình ướp muối, do sự xâm nhập của muối ăn và những chất khác vào mô của thịt và sự tác động tương hỗ giữa chúng với protein nên các tính chất lý, hoá sinh của protein bị thay đổi.

Khi nồng độ muối không cao (2-5%), các ion muối bao bọc lấy các nhóm chức của protein làm tăng tính hydrat và hoà tan.

Ở nồng độ muối cao hơn, gây tác dụng hoà tan hoặc kết tủa protein có trong thịt.


Kiểm nghiệm thịt

Để kiểm nghiệm thịt, có thể dựa vào:– Trạng thái ngoài– Tính chất của thịt– Thành phần dinh dưỡng


2. Protein sữa

Sữa là một chất lỏng màu trắng đục, có độ dính gấp 2 lần nước, vị hơi ngọt, mùi đậm, là sản phẩm của động vật qua quá trình vắt sữa

Sữa là môi trường thuận lợi cho sựphát triển của vi sinh vật. Trong quá trình hoạt động, chúng phân giải đường, protein, lipid làm cho sữa bị biến chất


Thành phần hoá học của một sốloại sữa

Sữa Nước (%)

Chất khô (%)

Protein (%)

Lipid (%)

Glucid (%)

Tro (%)

NgườiBòDêNgựaTrâu

8587898285

12,012,413,010,517,9

1,2-1,53,33,11,74,5

3,53,74,32,07,7

6,0-7,04,74,86,54,8

0,30,70,80,30,8


Thành phần protein của sữa

Cazein: 2-4,5% - lactoalbumin: 0,5-1% - lactoalbumin: 0,1% Globulin: 0,1%


Các thành phần khác Lipid: có phần trăm các acid béo no có phân tử

lượng thấp khá cao (6-7%). Glucid: phần lớn là lactose, có hai dạng -

lactose và -lactose Muối khoáng: KCl, NaCl, CaCl2, K2HPO4,

Na2HPO4… Enzyme Vitamin: A, D, E, K… Các chất kháng sinh Các sắc tố: caroten, lactoflavin (Vitamin B12)…


Lên men đường sữa Đường sữa là nguồn năng lượng cho hoạt

động của các vi sinh vật. Trong quá trình chếbiến thường xảy ra các quá trình lên men chính:

– Lên men rượu đường sữaC6H12O6→glucose + galactose →2C2H5OH + CO2

– Lên men lacticC6H12O6 → 2CH3CHOH-COOH

– Lên men butyricC6H12O6 → CH3CH2CH2CH3 + CO2 + 2H2


Biến đổi mỡ của sữa Bảo quản bơ và một số sản phẩm sữa, mỡ sữa

có thể bị phân giải sâu sắc cho hàng loạt những sản phẩm ôi khét khó chịu, nguyên nhân là do: enzym của vi sinh vật, do oxy hoá, do kim loại:

– Thuỷ phân mỡ sữaLipid→glycerol + acid béo

– Sự ôi hoá của mỡ sữaAcid béo no và không no → aldehyd, ceton, acid béo

mạch ngắn


Sự phân hủy protein sữa

Nguyên nhân là do các enzym protease cótrong sữa hay từ bên ngoài

Protein peptid acid amin xeton, amin gây mùi tanh ôi khó chịu

Tryptophan indol, scartol có mùi khó chịu đặc trưng


3. Protein trứng

Trứng là một loại thực phẩm có đầy đủ dưỡng chất cần thiết, được xếp vào nhóm thực phẩm xây dựng và bồi bổ cơ thể

Trứng chứa nhiều chất đạm, chất béo, chất sắt, phospho hữu cơ và vitamin A


Cấu tạo, thành phần hoá học của trứng

Vỏ trứng: chiếm 10% trọng lượng, cấu tạo chủyếu bởi CaCO3, MgCO3, chất hữu cơ

Lòng trắng trứng: chiếm 60% trọng lượng, thành phần gồm: nước 87,9%, protein: 12,4%, glucid 0,77%, lipid 0,24%, khoáng 0,6%, enzyme antitrypsin, avidin.

Lòng đỏ: 30% trọng lượng, thành phần gồm: nước 48,7%, protein 16,6%, lipid 32,6%, glucid 1%, khoáng 0,6%, sắc tố caroteinoid, xantophyl, criproxantin, enzyme amylase, peptidase, pepsin, lipase…


Protein của trứng

Albumin: là protein hình khối cầu, chiếm chủ yếu (60-70%)

Ovumocoid: 10-14% Avidin: 1%, có khả năng

kháng enzyme Lyzozyme: 3%


Sự đông tụ của lòng trắng trứng Lòng trắng trứng là một khối keo lỏng, trong suốt. Khi

đun nóng, có sự biến đổi theo hướng hoá đặc:• 50-550C: xuất hiện từng phần mờ đục• 600C: trạng thái mờ đục phát triển đến nhiều

phần mới• 650C: Lòng trắng trứng hơi đặc lại• 750C: trở thành một khối mờ đục, đặc mịn,

nhưng chưa giữ được hình dạng• 800C: hình thành trạng thái gel, giữ được hình

dạng• 850C: Độ rắn chắc tăng lên


Lòng đỏ đông tụ ở nhiệt độ cao hơn so với lòng trắng trứng, bắt đầu hình thành gel ở to 700C


Cơ chế đông tụ của protein trứng

Khi nhiệt độ tăng, các phân tử nước chuyển động mạnh làm đứt các liên kết trong khối phân tử albumin hình cầu→dạng thẳng

Các phân tử dạng thẳng hình thành liên kết tạo mạng lưới ba chiều, bền vững

Sự hiện diện của muối cũng thúc đẩy sự hình thành mạng lưới


Kiểm nghiệm trứng Nhận định chất lượng trứng

– Trứng tươi– Trứng để lâu– Trứng thối– Trứng mốc

Phương pháp bảo quản trứng:– Điều kiện bảo quản– Hoá chất sử dụng: vôi, muối, natri xilicat,

benzoat


4. Protein bột Trong thành phần của bột, gluten là một loại

protein chiếm 5-10% Gluten gồm 2 thành phần: gliadin và glutelin Gluten là thành phần xác định khả năng làm

bánh của bột mì


Tính chất của gluten Không tan trong dung dịch muối

trung tính Vón thành cục khi bột tiếp xúc

với nước Có tính đàn hồi, màu trắng sáng Có tính hút nước lớn:

– Bột mì có: 8-10% gluten: khả năng hút nước 67-68%

– Bột mì có: 7-8% gluten: khả năng hút nước 67%

– Bột mì có: 5-7% gluten: khả năng hút nước 64-65%


Biến đổi sinh hoá của gluten trong quá trình sản xuất bánh mìa. Giai đoạn nhào bột Gluten hút nước, trương nở lên Khối gluten căng ra tạo màng, làm tăng tính

đàn hồi, tạo bộ “khung xương” cho khối bột


b. Giai đoạn lên men Quá trình lên men xảy ra, chuyển hoá đường

thành rượu, CO2 và acid CO2 được giữ trong khối bột nhờ các túi được

tạo ra bởi màng gluten, làm khối bột trương nở

Acid trong khối bột thúc đẩy sự trương vàpeptid hoá gluten trong khối bột


c. Giai đoạn nướng Gluten tương tác với đường qua phản ứng

melanoidin tạo màu vàng đặc trưng và hương thơm cho bánh mì

protein va bien doi sinh hoa

Food

Transcript of protein va bien doi sinh hoa