Lời cảm ơn Trên thực tế thành công không gắn liền với hỗ trợ, giúp đỡ hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp người khác Trong thời gian bắt đầu bước vào trường CĐSP nhận giúp đỡ quan tâm quý thầy cô, gia đình bạn bè Em xin chân thành cảm ơn Ths Phan Thị Dung giảng viên hóa học khoa tự nhiên hướng dẫn chúng em buổi học lớp lần góp ý cho đề tài nghiên cứu khoa học Nếu lời hướng dẫn, dạy bảo, góp ý cô nghiên cứu em khó hoàn thiện gặp nhiều sai sót Ngoài nhờ góp ý bạn lớp mà em có tài liệu hay Một lần em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ tận tình quý báu Dù cố gắng lần làm làm đề tài kinh nghiêm không khả thời gian hạn chế Đây tập khoa học đầu tay, cố gắng song thiếu sót Kính mong thầy cô giáo bạn đóng góp ý kiến để đề tài nghiên cứu hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Vinh, ngày tháng năm 2014 Trần Thị Hoài Phương Lời mở đầu Những chất dinh dưỡng cần thiết cho thể sống chất sinh lượng gồm protein, lipit, glluxit chất không sinh lượng gồm vitamin chất khoáng nước Trong protein đóng vai trò quan trọng nhất, thành phần quan trọng cấu tạo nên bạch cầu có nhiệm vụ chống lại vi khuẩn thành phần dinh dưỡng quan trọng có mặt tronng thành phần nhân chất nguyên sinh tế bào Quá trình sống thoái hóa tân tạo thường xuyên protein Khi thiếu protein mắc số bệnh phù thũng, loạn nhịp tim, tóc gãy rụng, da có nhiều nếp nhăn, ăn không ngon, đầu óc kẽm minh mẫn, sức đề kháng kém, bắp teo lại, khớp xương rã rời… trứng loại thực phẩm quan trọng mà người ta ưa chuộng từ già đến trẻ Chắc ta biết bà mẹ mang thai thường chọn trứng thực phẩm tất yếu cung cho thai nhi giúp cho thai nhi khỏe mạnh, thông minh…Tuy nhiên không nên ăn nhiều protein có thức ăn gây hại cho gan thận Vì hàng ngày cần ăn lượng vừa đủ protein khác để cung cấp đầy đủ lượng protein cho thể, biến đổi protein trứng trình chế biến bảo quản có tác dụng đến vấn đề an toàn thực phẩm, có đảm bảo chất dinh dưỡng trình sử dụng hay không? Để trả lời cho thắc mắc tìm thêm hiểu biết nên em chọn nghiên cứu đề tài: “Sự biến đổi protein trứng trình chế biến bảo quản” Nội dung Giới thiệu chung Protein (protit hay đạm) đại phân tử cấu tạo theo nghuyên tắc đa phân mà đơn phân acid amin Chúng kết hợp với thành mạch dài nhờ liên kết peptide (gọi chuỗi polypeptide) Các chuỗi xoắn cuộn gấp theo nhiều cách để tạo thành bậc cấu trúc không gian khác protein Protein hợp chất đại phân tử tạo thành từ nhiều đơn phân acid amin Acid amin cấu tạo thành phần: nhóm amino (- NH2 -), hai nhóm cacboxyl (COOH) cuối nguyên tử hidro nhóm biến đổi R định tính chất acid amin Người ta phát tất 20 loại acid amin thành phần tất loại protein khác thể sống Chương I Cơ sở lý thuyết protein 1.1 Vai trò dinh dưỡng protein Protein thành phần thiếu tất thể sống protein tảng cấu trúc chức thể vi sinh vật Protein yếu tố tạo hình chính, tham gia vào thành phần bắp, máu, bạch tuyết, hocmoon men, tuyến tiết, nội tiết Cơ thể bình thường có mật nước tiểu không chứa protein Do vai trò protein không liên quan đến chức sống thể (tuần hoàn, hô hấp, sinh dục) tiết hoạt động thần kinh tinh thần Protein cần cho chuyển hóa bình thường chất dung dịch khác, đặc biệt vitamin chất khoáng Khi thiếu protein nhiều vitamin không phát huy đầy đủ chức chúng không thiếu số lượng Protein nguồn lượng cho thể thường cung cấp 10- 15% lượng phần 1g protein đốt cháy thể cho kcal, mặt tạo hình chất, dung dịch thay protein Protein kích thích thèm ăn giữ vai trò tiếp nhận chế độ ăn khác Thiếu protein gây rối loạn quan trọng thể ngừng lớn chậm phát triển, mỡ hóa gan rối loạn hoạt động nhiều tuyến nội tiết (giáp trang, sinh dục) thay đổi thành phần protein máu, giàu khả miễn dịch sinh học thể tăng tính cảm thụ thể với bệnh nhiễm khuẩn Tình trạng suy dinh dưỡng thiếu protein ảnh hưởng đến sức khỏe trẻ em nhiều nơi giới 1.2 Giá trị dinh dưỡng protein Giá trị dinh dưỡng protein nhiều hay chủ yếu định chủng loại, số lượng tỉ lệ hòa hợp acid amin chứa gần giống với protein có thể hay không? Thông thường chủng loại, số lượng tỉ lệ acid amin cần thiết chứa protein động vật phù hợp với nhu cầu thể người Protein thực vật lại phù hợp với thể chút protein hoàn toàn Protein hợp phần chủ yếu định toàn đặc trưng phần thức ăn Chỉ tảng protein cao tính chất sinh học cấu tử khác thể đầy đủ Khi thiếu protein chế độ thức ăn hàng ngày dẫn đến biểu xấu cho sức khỏe suy dinh dưỡng, sút cân mau, chậm lớn (đối với trẻ em), giảm khả miễn dịch khả chống đỡ thể với số bệnh Thiếu protein ảnh hưởng xấu đến hoạt động bình thường nhiều quan chức gan, tuyến nội tiết hệ thần kinh Thiếu protein làm thay đổi số thành phần hóa học cấu tạo hình thái xương (lượng canxi giảm, lượng magie tăng cao) Do mức protein cao chất lượng tốt (đầy đủ acid amin không thay thế) cần thiết thức ăn lứa tuổi Các protein cấu thành acid amin ăn vào để tổng hợp protein tế bào tổ chức Thành phần acid amin thể người không thay đổi thể tiếp thu lượng acid amin định vào mục đích xây dựng tái tạo tổ chức Trong tự nhiên loại protein, thức ăn có thành phần hoàn toàn giống với thành phần acid amin thể Do để đáp ứng nhu cầu thể cần phối hợp loại protein thức ăn để có thành phần acid amin cân đối Khi sử dụng nhiều loại thức ăn có chứa protein hỗn hợp, loại acid amin mà chữa bù đắp chỗ khuyết, hỗ trợ lẫn nhau, từ nâng cao giá trị dinh dưỡng protein thực phẩm Khi sử dụng thực phẩm hỗn hợp acid amin thể tổng hợp lượng lizine, tryptophan, phenynalaninin, izoleucine, valine, treonine, methionine Người ta gọi chung acid amin cần thiết Giá trị dinh dưỡng loại protein cao thành phần acid amin cần thiết cân đối ngược lại Các loại protein nguồn gốc động vật (thịt, cá, trứng, sữa) có dinh dưỡng thấp Biết phối hợp nguồn protein thức ăn hợp lý tạo nên giá trị dinh dưỡng cao phần ví dụ gạo ngô mì nghèo lizin đậu tương lạc, vừng hàm lượng lizin cao, phối hợp gạo mì ngô với đậu tương, vừng lạc tạo nên protein phần có giá trị dinh dưỡng cao protein đơn lẻ 1.3 Nguồn protein thực phẩm Thành phần nguồn gốc động vật, thịt, cá, trứng, sữa nguồn protein quý, nhiều số lượng cân đối thành phần đậm độ axit amin cần thiết cao Thành phần nguồn gốc thực vật (đậu tương, gạo, mì, ngô, loại đậu khác ) nguồn protein quan trọng Hàm lượng axit amin cần thiết, cao đậu tương loại khác hàm lượng axit amin cần thiết không cao, tỉ lệ loại axit amin cân đối so với nhu cầu thể Vai trò protein thực phẩm: Ngoài giá trị sinh học giá trị dinh dưỡng công nghệ sản xuất thực phẩm protein có vai trò quan trọng Protein chất có khả tạo cấu trúc tạo hình khối, tạo trạng thái cho sản phẩm thực phẩm nhờ có khả có quy trình công nghệ sản xuất sản phẩm thực phẩm tương ứng từ nguồn nguyên liệu giàu protein Ví dụ nhờ có protein tơ thịt, cá tạo cấu trúc gel cho sản phẩm giò lụa kamaboko Công nghệ sản xuất bánh mì dựa sở tính chất tạo hình, tính chất cố kết tính chất giữ khí hai protein đặc hữu bột mì gliadin glutenin Nhờ có protein hòa tan malt mà bọt CO2 bia giữ bền, nhờ tính chất đặc thù protein sữa tạo 2000 loại phomat giới Getalin da có khả tạo gel gel bền liên kết hidro có công nghệ tạo màng để bọc kẹo bọc viên thuốc Protein gián tiếp tạo chất lượng sản phẩm Các acid amin (từ protein phân giải ra) có khả tương tác với đường gia nhiệt để tạo màu vàng nâu hương thơm đặc trưng bánh mì gồm 70 cấu tử thơm Hình thơm đặc trưng chè gồm 34 cấu tử thơm nhờ acid amin polyphenol chè tương tác với gia nhiệt Các protein có khả cố định mùi tức khả giữ hương lâu bền cho thực phẩm Chương II Hệ thống protein trứng biến đổi protein trứng trình chế biến bảo quản 2.1 Hệ thống protein trứng Trứng loại thức ăn có giá trị dinh dưỡng đặc biệt cao Trong trứng có đủ chất đạm, chất béo, vitamin, chất khoáng men horrmon Hơn tỷ lệ chất dinh dưỡng trứng tương quan với thích hợp cân đối 2.1.1 Thành phần dinh dưỡng trứng Trứng gồm lòng đỏ lòng trắng Lòng đỏ tập trung chủ yếu chất dinh dưỡng Lòng đỏ trứng gà có 13, % đạm, 29, 8% chất béo 1, 6% chất khoáng Chất đạm lòng đỏ trứng chủ yếu thuộc loại đơn giản trạng thái hòa tan Còn chất đạm trứng nguồn cung cấp tốt acid amin cần thiết có vai trò quan trọng cho thể, đặc biệt cần cho phát triển cân nặng chiều cao trẻ Trứng có nguồn chất béo quý lecithin lecithin tham gia vào thành phần tế bào dịch thể tổ chức đặc biệt tổ chức não Nhiều nghiên cứu cho thấy lecithin có tác dụng điều hòa, thúc đẩy trình phân tách cholesterol xuất thành phần thu khỏi thể Trứng chứa lượng cholesterol đáng kể (600mg cholesterol/ 100 trứng gà), lại có tương quan thuận lợi lecithin cholesterol lecithin phát huy vai trò điều hòa cholesterol, ngăn ngừa trình xơ vữa động mạch đào thải cholesterol khỏi thể Trứng nguồn cung cấp vitamin chất khoáng tốt Các chất khoáng sắt, kẽm, đồng, mangan, iod…tập trung hầu hết lòng đỏ trứng Lòng đỏ trứng có vitamin tan nước (B1, B6) vitamin tan dầu (vitamin A, D, C) Trong lòng trắng trứng có vitamin tan nước (B2, B6) Cả lòng đỏ lòng trắng có Biotin Biotin vitamin B tham gia vào chu trình sản xuất lượng để đáp ứng nhu cầu thể Trong lòng trắng chứa chất Biotin kết hợp với protein Avidin làm hoạt tính biotin tạo phức Biotin – Avidin bền vững không chịu tác dụng men tiêu hóa vật chín, Avidin giải phóng khỏi phức hợp Biotin – Avidin 2.1.1 Thành phần cấu trúc trứng Trọng lượng bình quân trứng gia cầm: Gà: 60 - 65 Vịt: 60 - 80 Ngỗng: 150 - 170 Cun cút: 10 - 15 Cấu trúc trứng: Lớp màng protein vỏ Vỏ cứng Màng VV Buồng Lòng trắng Dây chằng Màng noãn hoàn Lòng đỏ Bìa phôi Thành phần trứng gà: Bảng thành phần trứng gà Trọng Nước lượng Trứng 100 65, nguyên Trứng không 90 74 vỏ Trứng trắng 60 88 Protein Lipit Gluxit 12 11 0, 13 12 0, 10 0, 03 0, Trứng đỏ 30 47 16 34 0, Vỏ trứng 10 0 Cấu trúc trứng hình elip, đầu nhọn, đầu tù bao gồm: Màng vỏ lớp biểu bì protein dày 10- 30µ protein tan nước, có cấu trúc gần giống colagen, có tác dụng hạn chế bốc nước, ngăn ngừa xâm nhập vi sinh vật qua vỏ vào lòng trứng Vì lau rửa hay cọ xát làm tổn thương lớp màng mà biện pháp bảo vệ (sát trùng, bao gói) vi sinh vật dễ xâm nhập vào trứng gây ung hỏng nhanh.Sự tồn lớp màng dấu hiệu đánh giá mức độ tươi trứng Tiếp đến lớp canxi tạo nên từ mạng lưới protein có bám tinh thể canxi cacbonat CaCO3 (90% khối lượng vỏ), magie cacbonat MgCO3 (1%) canxi phosphat Ca3(PO4)2 (1%) Độ cứng vỏ phụ thuộc vào cấu trúc mạng protein hàm lượng magie Trên bề mặt vỏ có lỗ nhỏ thấm khí: 10000 lỗ/trứng xuyên qua mạng lưới protein để có tác dụng cho phôi hô hấp ấp trứng Màng trứng sợi protein saccarit tạo nên có bề mặt dày 70µ Khi bị biến tính (luộc trứng) màng trở nên giai bền dễ tách khỏi lòng trắng Buồng hơi: trứng vừa đẻ màng dính vào vỏ Sau thời gian nhiệt độ trứng giảm dần khí nước ruột trứng thoát qua lỗ vỏ, thể tích ruột giảm đầu tù trứng lớp màng tách khỏi vỏ tạo nên buồng hơi, kích thước buồng tăng dần theo thời gian Lòng trắng (albumin) gồm lớp: lớp lỏng (23%), lớp đặc (57%), lớp lỏng (20%) bị vỡ lớp albumin đặc bao lấy lòng đỏ Albumin dịch thể gồm protein hình cầu avolbumin, conalbumin, ovogolbumin, flavoprotein, avoglucoprotein, ovomacroglobulin, avidin protein hình sợi ovomuxin Trong albumin trứng có 0, 5% glucoza tự do, tác nhân gây nên phản ứng sẫm màu phienzim, loại trừ phản ứng enzym glucoxidoza (đã ứng dụng công nghệ) Dây chằng loại albumin đặc để giữ lòng đỏ trung tâm trứng Nếu trứng để lâu hay trứng bị hư hỏng lòng trắng trứng dây chằng bị chảy loãng (vừa lòng trắng), lòng đỏ bị di chuyển tự trộn lẫn với lòng trắng trứng, trứng vỡ ruột trắng chảy loãng, không phân biệt lòng đỏ Thành phần ovalbumin chiếm nhiều lòng trắng (58,4%), có nhóm SH hai cầu đisunfua – S - S -, có khả tạo gel tốt, tạo bọt tốt đánh khuấy, bọt ổn định làm lạnh, làm bền bọt gia nhiệt albumin có tính kháng khuẩn (trực tiếp hay gián tiếp tạo phức với vitamin, kim loại, độc tố) góp phần bảo vệ phôi trứng, albumin tươi nói chung khó tiêu hóa, sau biến tính nhiệt (luộc, rán chín) tiêu hóa dễ dàng,đó thành phần ovomuxin antitripxin (enzym kháng tiêu hóa protein) có số globulin không chịu tác dụng enzym tiêu hóa Lòng đỏ: gồm hạt protein phân tán dung dịch protein, hạt hình cầu có đường kính 1, – 20µ ba kiểu protein liên kết với thành phức bao gồm livolitelin phosvitin hai hợp phần sở lipoprotein dính với phức qua cầu nối trung gian phosvitin Các lipovitelin protein nặng tách thành hai dạng α, β, lipovitelin, phosvitin phosphosprotein giàu serin (chiếm 31% lượng acid amin lòng đỏ) có khả cố định ion sắt Dung dịch lòng đỏ (dịch tương) bao gồm livetin lipoprotein nhẹ Livetin protein hình cầu với ba dạng α, β, ɣ khác phân tử lượng Chúng tách thành hai phần: L1 có phân tử lượng 10 triệu L3 có phân tử lượng triệu Lòng đỏ chứa gần toàn lipit trứng chủ yếu triglixerit (60%), phosphatit (28 %) cholesterol (5%) Cường độ màu lòng đỏ phụ thuộc vào hàm lượng carotenoit thức ăn điều kiện chăn thả Gia cầm nuôi thả tự nhiên, ăn thức ăn tự nhiên trứng có lòng đỏ màu sắc đẹp so với gia cầm nuôi theo lối công nghiệp Khi luộc trứng dùng xử lý nhiệt khác (rán) lòng đỏ đặc lại mùi vị bùi béo đặc trưng, đặc biệt từ lòng trắng giải phóng khí H2S tác dụng với Fe lòng đỏ trứng tạo kết tuả đen FeS (vết đen bề mặt lòng đỏ chín) Đáng ý thành phần acid amin trứng cân đối, ổn định gần không phụ thuộc vào giống ta, điều kiện nuôi dưỡng gia cầm Vì dinh dưỡng học người ta coi protein trứng loại hoàn thiện lấy làm chuẩn dinh dưỡng (các số: giá trị sinh học (BV), tỉ lệ hiệu protein (PER), thang giá trị hóa học (CS), số acid amin cần thiết (EAAI), giá trị thay protein (PRV) 2.1.2 Các protein lòng trắng trứng Thành phần hóa học lòng trắng trứng gà Bảng 2: Các tiểu phần protein lòng trắng trứng Thành phần Tỉ lệ % Avalbumine 58,4 Ovomucoide 14,1 Ovoconalbumine 13,2 Ovomucine 2,0 Ovoglobuline 11,9 mạch peptide gần cấu trúc không gian cuộn lại mạch oevtid Đây liên kết đồng hóa trị nên bền vững Cấu trúc bậc III tạo nên trung tâm hoạt động phần lớn enzym Sự thay đổi cấu trúc bậc III dẫn đến thay đổi hướng xúc tác enzym khả xúc tác hoàn toàn Ngoài liên kết disulfid cấu trúc bậc III ổn định (bền vững) nhờ số liên kết liên kết hidro: liên kết xuất hai nhóm tích điện tích âm có nguyên tử hidro + Ví dụ cấu trúc bậc III như: phân tử insulin polypeptide bao gồm 51 acid amin chuỗi b có 30 gốc acid amin Hai chuỗi nối với băng hai cầu disulfid Cầu thứ gốc cystein vị trí 20 A vị trí 19 chuỗi B, cầu thứ gốc cystein vị trí thứ thứ 11 Insulin hormoon tuyến tụy tham gia điều hòa hàm lượng đường máu Khi thiếu insulin hàm lượng đường máu tăng cao dẫn tới tượng bệnh đái đường Insulin có tác dụng hạ đường huyết cách xúc tiến trình tổng hợp glycogen dự trữ glucose - Lực hấp dẫn vanderawaals lực hút hai chất hai nhóm hỗn hợp nằm cạnh khoảng – lần đường kính phân tử - Lực liên kết nhóm kị nước, nhóm không phân cực (- CH2 – CH3-) vang, leucin, phenyalanin Nước tế bào đẩy gốc lại với nhau, chúng xảy lực hút tương hỗ tạo thành đuôi kỵ nước phân tử protein Do có cấu trúc bậc III mà protein hình thành hình thù đặc trưng phù hợp với chức chúng protein chức enzym kháng thể, protein hệ thống đông máu Thông qua cấu trúc bậc III mà hình thành trung tâm hoạt động nơi thực chức protein Domain cấu trúc (structural domain) nghiên cứu từ 1976 đến người ta cho hình thành domain phổ biến chuỗi peptide tương đối dài Domain cấu trúc định nghĩa phận khu vực phân tử protein cuộn gấp không gian giống phân tử nhỏ hoàn chỉnh thường nơi thực chức liên kết, chức lắp ráp phân tử protein hoạt động chức Trong nhiều protein domain gắn liền với chức kết hợp đặc hiệu nhiều enzym cấu tạo từ domain trung tâm hoạt động lại bố trí biên giới hai hay nhiều domain Sự hình thành domain phân tử protein tạo khả tương tác linh hoạt đại phân tử, khả động dịch chuyển tương ứng phận trình thực chức sinh học protein nguồn gốc khác có chức tương tự domain có cấu trúc tương đối giống Cấu trúc bậc IV: tổ hợp tiểu phần Phân tử protein có cấu trúc bậc IV phân li thuận nghịch thành tiểu phần đơn vị Khi phân li hoạt tính sinh học bị thay đổi hoàn toàn Tồn tương tác tiểu phần đơn vị kết hợp với chất dù phân tử bé kéo theo biến đổi định cấu trúc không gian cuả chúng Là trạng thái tổ hợp hình thành từ tiểu phần protein có cấu trúc bậc III hoàn chỉnh Một số protein có xu hướng kết hợp lại với thành phức hợp, thành đại phân tử không kéo theo biến đổi hoạt tính sinh học Trong trường hợp này, cấu trúc bậc IV điều kiện để hình thành nên tính protein Ví dụ cấu trúc bậc IV Hemoglobin (huyết sắc tố) gồm tiểu phần α hai tiểu phần β Nếu tiểu phần tách rời tiểu phần vận chuyển phân tử O2 kết hợp thành trạng thái tetramer tạo thành khối không gian đặc thù gần hình tứ diện có khả kết hợp vận chuyển khí O2 Một phân tử hemoglobin vận chuyển phân tử O2 Enzym glycogen phosphorylase xúc tác trình phân giải glycogen thành glycose: - Ở trạng thái không hoạt động enzym dạng β - Ở trạng thái hoạt động (khi có tín hiệu cần đường) hai dimer tổ hợp lại thành tetramer (dạng α) nhu cầu giải phóng glucose giảm, tetramer lại tách thành hai dimer, enzym trở lại dạng không hoạt động Tùy theo protein mà số lượng monomer thay đổi từ 2, 4, 6, phổ biến, cá biệt lên tới 50 monomer Sự hình thành cấu trúc bậc IV tạo điều kiện cho trình điều tiết sinh học thêm tính xác 2.2.Tính chất protein Tính chất Lý - Hóa protein Tính tan protein Các loại protein khác có khả hòa tan dễ dàng số loại dung dịch định, chẳng hạn albumin dễ tan nước, globumin dễ tan muối loãng, prolamin tan ethanol, glutenin tan dung dịch kiềm acid loãng v.v… Tính hidrat hóa protein Phần lớn thực phẩm hệ rắn hidrat hóa Các đặc tính hóa lí, lưu biến protein thành phần khác thực phẩm phụ thuộc không riêng vào có mặt nước mà phụ thuộc vào hoạt tính nước Ngoài chế phẩm protein concenttrate isolate dạng khô trước sử dụng phải hidrat hóa Do tính chất hidrat hóa tái hidrat hóa protein thực phẩm có ý nghĩa thực tiễn to lớn Hidrat hóa protein trạng thái khô phân chia thành giai đoạn liên tiếp sau: Hấp thụ phân tử nước (bởi cố định tâm phân cực) Protein D khô Hấp thụ lớp nước đa phân tử (1) Các tiểu phần không tan trương nở (2) Trương nở Ngưng tụ nước dạng lỏng (4) (3) Solvat hóa phân tán (5) Sơ đồ 1: trình hidrat hóa protein dạng khô Dung dịch Hấp thụ nước gọi cố định nước, trương nở thấm ướt, khả giữ nước, tính dính, tính dẻo liên quan đến giai đoạn đầu, khả phân tán độ nhớt độ đặc protein liên quan đến giai đoạn Trạng thái cuối protein tan không tan (một phần hay hoàn toàn) có liên quan đến chức quan trọng tính tan hay tính tan tức thời (giai đoạn xảy nhanh) Tính tạo gel liên quan đến tạo thành khối không tan hidrat hóa tốt, phản ứng protein – protein đóng vai trò Cuối cùng, tính chất bề mặt nhũ tương hóa tạo bọt cần protein có khả hidrat hóa phân tán cao đặc tính khác Trong trình hidrat hóa, protein tương tác với nước qua nối peptide gốc R mạch bên nhờ liên kết hidro Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến tính chất hidrat hóa Nồng độ protein, pH, nhiệt độ thời gian, lực ion, có mặt thành phần khác yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng protein – protein protein với nước Các tính chất chức xác định điều kiện cân lực Lượng nước hấp thụ tổng số tăng tăng nồng độ protein pH thay đổi dẫn đến thay đổi mức độ ion hóa điện tích bề mặt phân tử protein, làm thay đổi lực hút đẩy phân tử khả liên kết với nước Tại điểm đẳng điện pI phản ứng protein với protein cực đại, phân tử protein liên kết với co lại khả hidrat hóa trương nở cực tiểu Nói chung khả giữ nước protein giảm nhiệt độ tăng làm giảm liên kết hidro Biến tính tập hợp đun nóng làm giảm bề mặt phân tử protein nhóm phân cực có khả cố định nước Tuy nhiên số ngoại lệ đun nóng nước protein có cấu trúc chặt chẽ cao, phân li duỗi phân tử làm lộ bề mặt liên kết peptide mạch phân cực mà trước bị che dấu, kết làm tăng cố định nước Bản chất nồng độ ion gây ảnh hưởng đến lực ion môi trường phân bố điện tích bề mặt phân tử protein ảnh hưởng tới khả hidrat hóa Người ta nhận thấy có cạnh tranh phản ứng (liên kết) nước, muối nhóm ngoại acid amin Khi nồng độ muối NaCl thấp tính hidrat hóa protein tăng đính thêm ion giúp mở rộng mạng lưới protein Tuy nhiên nồng độ muối cao, phản ứng muối nước trở nên trội hơn, làm giảm liên kết protein nước protein bị sấy khô Sự hấp thụ giữ nước protein có ảnh hưởng tính chất kết cấu nhiều thực phẩm bánh mì, thịt băm… Khả hòa tan protein Thực phẩm trạng thái lỏng giàu protein đòi hỏi protein phải có độ hòa tan cao Độ hòa tan cao số quan trọng protein sử dụng đồ uống Ngoài ra, người ta muốn protein tan giá trị pH khác bền nhiệt độ Độ hòa tan protein pH trung tính pH đẳng điện tính chất chức đo đạc giai đoạn chế biến chuyên hóa protein Người ta sử dụng số Nitơ hòa tan (Nitrogen Solubiliti Index – NSI) để xác định đặc tính Biết độ hòa tan protein định hướng sử dụng loại protein Protein lactoserum hòa tan tốt khoảng pH lực ion rộng Ngược lại độ hòa tan caseinate phụ thuộc vào pH, lực ion (và nồng độ Ca2+), phụ thuộc vào nhiệt độ protein lactoserum protein đậu nành Tính tan phần lớn protein bị giảm mạnh không thuận nghịch trình đun nóng Tuy nhiên chế biến thực phẩm đun nóng cần thiết với mục đích diệt vi sinh vật, mùi khó chịu, tách bớt nước… trường hợp đun nóng nhẹ gây nên biến tính định làm giảm độ hòa tan Không phải tất có độ hòa tan ban đầu tốt có tính chất chức khác tốt Có trường hợp khả hấp thụ nước protein cải thiện làm biến tính mức độ Đôi khả tạo gel giữ sau biến tính không hòa tan phần protein Tương ứng với điều đó, việc tạo thành nhũ tương hệ biệt gel liên quan đến mức độ làm duỗi mạch, tập hợp không hòa tan protein khác Ngược lại protein lactoserum caseitane vài protein khác cần có độ hòa tan ban đầu đủ lớn muốn chuyển hóa thành dạng gel, hệ bọt hay hệ nhũ tương tốt Tính ngậm nước proten Trong môi trường nước protein kết hợp với nước trương lên trở thành dạng keo hay nói cách khác protein trạng thái hidrat hóa, phân tử nước bám vào nhóm ưa nước phân tử protein – NH2, COOH…, lớp áo nước bao quanh phân tử protein yếu tố làm bền vững cấu trúc, ngăn cách phân tử protein không cho chúng dính vào để thành tủa Độ nhớt protein Khi protein hóa tan dung dịch loại dung dịch protein khác có độ nhớt khác (bảng 3) Người ta lợi dụng tính chất để xác định khối lượng phân tử protein (độ nhớt cao khối lượng phân tử cao) Bảng 3: Độ nhớt số protein Protein Nồng độ % Độ nhớt tương đối Gelatin (trong nước) 3, (của nước = l) 4, 54 Albumin trứng 3, Gelatanin 8, Albumin trứng 8, Hằng số điện môi dung dịch protein 1, 20 14, 1, 57 Hằng số điện môi dung môi làm ngăn lực tĩnh điện nhóm tích điện protein nước mối liên hệ đặc trưng biểu thức: L1 – I2 F= Dr2 Trong đó: D – số điện môi dung dịch F – lực tĩnh điện ion tích điện L1, I2 – điện tích ion, r – khoảng cách ion lực tĩnh điện ion tỉ lệ nghịch với số điện môi khoảng cách ion protein Tính chất điện li protein Protein chất điện li lưỡng tính phân tử protein có nhiều nhóm phân cực mạnh (gốc bên R) amino acid Ví dụ: nhóm COOH thứ hai Asp, glu, nhóm NH2 Lys, nhóm OH Ser, Thr… Trạng thái tích điện nhóm phụ thuộc vào pH môi trường pH mà tổng điện tích (+) điện tích (-) phân tử protein không, phân tử protein không di chuyển điện trường giá trị pH gọi pHі (isoeletric – điểm đẳng điện) protein Như protein chứa nhiều Asp, Glu (amino acid có tính acid mạnh) pHi vùng acid, ngược lại nhiều amino acid kiềm Lys, Arg, His pHi vùng kiềm Ở môi trường có pH < pHi phân tử protein cation, số điện tích dương lớn số điện tích âm pH > pHi phân tử protein thể tính acid, cho ion H+, số điện tích âm lớn số điện tích dương Protein anion tích điện âm Bảng 4: Giá trị pHi số protein Protein Pepsin Albumin trứng Casein Albumin huyết pHi 1, 4, 4, 4, Protein Globulin sữa Hemoglobin Ribonuclease Tripsin pHi 5, 6, 7, 10, Cytochrom C 10, Gelatin 4, Prolamin 12, Trong môi trường có pH = pHi, protein dễ dàng kết tụ lại với người ta lợi dụng tính chất để xác định pHi protein để kết tủa protein Mặt khác sai khác pHi protein khác điều chỉnh pH môi trường để tách riêng protein khỏi hỗn hợp chúng Sự kết muối protein Muối trung tính có ảnh hưởng rõ tới độ hòa tan protein hình cầu, với nồng độ thấp chúng làm hòa tan nhiều protein Tác dụng không phụ thuộc vào chất muối trung tính mà phụ thuộc vào nồng độ muối số điện tích ion dung dịch, tức phụ thuộc vào lực ion µ dung dịch (µ = Ʃ C1 Z12 Ʃ kí hiệu tổng, C1 nồng độ ion, Z1 điện tích ion) Các muối có ion hóa trị II (MgCl2, MgSO4…) làm tăng đáng kể độ tan protein muối có ion hóa trị I (NaCl, NH4Cl, KCl ) Khi tăng đáng kể nồng độ muối trung tính độ tan protein bắt đầu giảm nồng độ muối cao protein bị kết tủa hoàn toàn Các protein khác tủa nồng độ muối trung tính khác Người ta sử dụng tính chất để chiết xuất tách riêng phần protein khỏi hỗn hợp Đó phương pháp diêm tích (kết tủa protein muối) Biểu quang học protein Cũng nhiều chất hóa học khác protein có khả hấp thụ xạ ánh sáng dạng lưỡng tử hɣ Vì đo cường độ hấp thụ protein dung dịch hay gọi mật độ quang, thường kí hiệu chữ OD (Optical Density) Dựa tính chất người ta sản xuất loại máy quang phổ hấp thụ để phân tích protein Nhìn chung protein có khả hấp thụ ánh sáng vùng khả kiến (từ 350nm – 800nm) vùng tử ngoại (320nm xuống tới 180nm) Trong vùng ánh sáng khả kiến protein kết hợp với thuốc thử hấp thụ mạnh vùng ánh sáng đỏ 750nm (định lượng protein theo lowry) Đúng với vùng tử ngoại dung dịch protein có khả hấp thụ ánh sáng tử ngoại hai vùng bước sóng khác 180nm – 220nm 250nm đến 300nm Kết tủa thuận nghịch không thuận nghịch protein Khi protein bị kết tủa đơn dung dịch muối trung tính có nồng độ khác alcohol, aceton nhiệt độ thấp protein giữ nghuyên tính chất kể tính chất sinh học hòa tan trở lại gọi kết tủa thuận nghịch Các yếu tố kết tủa thuận nghịch dùng để thu nhận chế phẩm protein Trong trình kết tủa thuận nghịch muối trung tính vừa làm trung hòa điện vừa loại bỏ lớp vỏ hydrat hóa protein, dung môi hữu háo nước phá hủy lớp vỏ hidrat hóa nhanh chóng Trong chế phẩm protein nhận lẫn chất dùng kết tủa, cần sử dụng phương pháp thích hợp để loại bỏ chất Ngược lại kết tủa không thuận nghịch phân tử protein sau bị kết tủa phục hồi lại trạng thái ban đầu kết tủa thường sử dụng để loại bỏ protein khỏi dung dịch, làm ngưng phản ứng enzym Một yếu tố gây kết tủa không thuận nghịch đơn giản đun sôi dung dịch protein Các phản ứng hóa học protein Cũng amino acid peptide protein có phản ứng tương tự phản ứng nhóm – COOH, - NH2 gốc R phản ứng tạo màu đặc trưng liên kết peptide phản ứng biure Ngoài có số phản ứng màu đặc trưng khác, có ý nghĩa quan trọng phát protein gốc amino acid chuỗi polypeptide: + Phản ứng với thuốc thử Folin – ciocalteau Thuốc thử Folin ciocalteau có chứa acid phosphomolipdic acid phosphovolframic Các chất làm tăng độ nhạy phản ứng biure, mặt khác phản ứng với gốc Tyr Trp phân tử protein Các gốc amino acid tham gia trình tạo phức chất màu xanh da trời +Phản ứng với ninhydrin Tất amino acid phân tử protein đề phản ứng với hợp chất ninhydrin tạo thành phức chất màu xanh tím Phản ứng thực qua số bước sau: Dưới tác dụng ninhydrin nhiệt độ cao amino acid tạo thành NH3, CO2 andehit, mạch polypeptide ngắn carbon, đồng thời ninhydrin chuyển thành diceto oxy hindrien Diceto oxy hindrien, NH3 tạo thành tiếp tục phản ứng với phân tử ninhydrin khác để tạo thành phức chất màu xanh tím Hình ảnh phản ứng protein với ninhyrin 2.2.2 Chức protein Chức protein Loại Chức protein Protein Cấu trúc nâng đỡ cấu trúc Ví dụ Collagen Elastin tạo nên cấu trúc sợi bền mô liên kết, dây chằng, gân Keratin tạo nên cấu trúc da, lông, móng Protein Xúc tác sinh học: tăng Các enzyme thủy phân enzyme nhanh chọn lọc phản ứng dày phân giải sinh hóa thức ăn Protein Điều hòa hoạt động sinh Hormone Isulin hormone lí gkucagon có tác dụng điều hòa lượng đường Protein Vận chuyển chất Huyết sắc tố hemoglobin vận có hồng cầu động chuyển vật có xương sống giúp vận chuyển O2 từ phổi theo máu nuôi tế bào Ptotein Tham gia vào chức Actinin, miosin có vai trò vận động vận động tế bào vận động thể Protein Cảm nhận, đáp ứng kích Thụ quan màng tế bào thụ quan thích môi trường thần kinh tiết truyền tín hiệu Protein dự Dự trữ chất dinh dưỡng Albumin lòng trắng trứng trữ nguồn cung cấp acid amin cho phôi phát Xúc tác: protein có chức xúc tác phản ứng gọi enzym Hầu hết phản ứng thể sống từ phản ứng đơng giản hidrat hóa phản ứng khử cacboxyl đến phản ứng phức tạp chép mã di truyền…đều enzym xúc tác Vận tải: số protein có vai trò vận chuyển chất thể Như hemoglobin, mioglobin mang oxy đến phận thể, lipoprotein vận chuyển lipit từ gan tới mô Chuyển động: nhiều protein trực tiếp tham gia vào trình chuyển động trình co chuyển vị trí nhiễm sắc thể trình phân bào động vật có xương sống co thực nhờ chuyển động trượt lên hai loại sợi protein: sợi to chứa protein miozin sợi mảnh chứa protein actin, triponozin troponin Bảo vệ: kháng thể máu động vật có xương sống protein có khả nhận biết bắt chất lạ xâm nhập vào thể protein lạ, virut, vi khuẩn Ví dụ interferon protein tế bào động vật tổng hợp tiết để chống lại nhiễm trùng… Truyền xung thần kinh: số protein có vai trò trung gian cho phản ứng trả lời tế bào thần kinh kích thích đặc hiệu Ví dụ: vai trò làm chất màu thị giác rodopxin màng lưới mắt Điều hòa: số protein có chức điều hòa trình thông tin di truyền, điều hòa trình trao đổi chất Các protein có hoạt tính hormone, protein ức chế đặc hiệu enzym có chức điều khiển trình trao đổi chất khác Kiến tạo chống đỡ học: protein có dạng sợi sclerotin lớp vỏ côn trùng fiborin tơ tằm nhện Dự trữ dinh dưỡng: protein chất dinh dưỡng quan trọng cung cấp acid amin cho phôi phát triển avolbummin lòng trứng, zien ngô… 2.3 Sự biến đổi protein trình chế biến bảo quản 2.3.1 Tác động học Nhiều tác nhân học nhào trộn, đập, giã, cắt tạo lực đứt làm mạch phá vỡ cấu trúc bậc 2, bậc 3…làm biến tính protein Dưới tác động lực học pH = - PH đẳng điện (pH = – 4, 5) lòng trắng trứng có khả tạo bọt tốt nên ứng dụng công nghệ sản xuất loại bánh có cấu trúc nổ, xốp, kem Nhưng cường độ thời gian khuấy lớn gây tượng tập hợp đông tụ protein phần bề mặt liên pha không khí, nước Các phần protein không hòa tan không hấp thụ trực tiếp vào bề mặt liên pha Do độ nhớt vách lỏng không đủ để tạo cho bọt độ bền tốt Ba nhân tố quan trọng có tác dụng làm bền bọt là: + Có sức căng bề mặt liên pha yếu + Độ nhớt pha lỏng cao + Có màng mỏng protein hấp thụ bền đàn hồi Các muối ảnh đến độ hòa tan, độ nhớt, độ giãn mạch khả tập hợp protein Do mà làm thay đổi tính chất tạo bọt, NaCl thường làm tăng độ giãn nở làm giảm độ bền bọt, có lẽ làm giảm độ nhớt dung dịch protein Các ion Ca2+ làm tăng độ bền chúng khả tạo cầu nối nhóm cacboxyl protein Saccaroza đường khác thường làm tăng giãn nở bọt lại làm bọt có độ bền tốt chúng có khả làm tăng độ nhớt chung bọt (khi làm thực phẩm có bọt người ta thường thêm đường vào giai đoạn giãn nở bọt xảy xong) Các glucoprotein lòng trắng trứng ovomucoit, avalbummin có tác dụng làm bền bọt chúng có khả hấp thụ giữ nước vách 2.3.2 Tác dụng nhiệt độ Nhiệt độ tác nhân thường gặp.Dưới tác dụng nhiệt độ cao, số liên kết bền liên kết hidro, liên kết walderwall bị phá hủy dẫn đến phá vỡ cấu trúc bậc cao cấu trúc xoắn, cấu trúc gấp nếp β làm phân tử giãn mạch Vận tốc biến tính phụ thuộc vào nhiệt độ, nhiệt độ cao biến tính nhanh, nhiệt độ cao mà nhiệt độ thấp làm biến tính protein Ví dụ: protein trứng, sữa, số protein đậu tương bị giảm nhiệt độ lạnh Các protein có tỉ lệ axit amin có cực cao dễ biến tính nhiệt độ thấp Sự biến tính protein thường phụ thuộc vào chất nồng độ protein, hoạt động nước, pH, chất lực ion có mặt Nhiều protein biến tính nhiệt độ 50 – 600C môi trường nước số protein biến tính nhiệt độ thấp đặc biệt số enzym bị biến tính hạ nhiệt 30 – 00C Nhiệt độ làm biến đổi cấu trúc protein, thủy phân liên kết peptit thay đổi axit amin mạch bên làm tụ protein với phân tử chất khác Các biến đổi phụ thuộc vào cường độ thời gian xử lí nhiệt, hoạt độ nước, pH môi trường hàm lượng muối chất nồng độ chất khác Phản ứng biến tính protein phản ứng thường xảy trước nhiệt độ thấp Khi gia nhiệt protein nhiệt độ vừa phải làm biến tính làm giảm độ hòa tan Sở dĩ độ hòa tan giảm xuất bề mặt nhóm kỵ nước, phân tử bị giãn mạch tập hợp lại Ngoài ovalbumin dễ dàng tiêu hóa sau gia nhiệt Kết luận kiến nghị Kết luận Trứng loại thực phẩm người sử dụng nhiều bữa ăn ngày Vì chúng chứa nhiều protein thiết yếu, vitamin, khoáng chất cung cấp chất dinh dưỡng cần thiết thể người Trứng thực phẩm chứa nhiều protein nên dùng lượng vừa đủ cho thể Trong trình nghiên cứu tìm hiểu protein trứng giúp hiểu thêm thành phần, giá trị dinh dưỡng, biến đổi protein chúng trình chế biến bảo quản để sử dụng chúng cách hiệu nhất, hạn chế biến đổi lợi làm ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng Trong trình tìm hiểu để hoàn thành đề tài chúng em nhiều thiếu sót mong đóng góp thầy cô giáo bạn để đề tài hoàn thiện Kiến nghị Tiếp tục nghiên cứu sâu vào liên quan tới protein trứng để hiểu biết hoàn thiện đề tài nghiên cứu Từ nghiên cứu ứng dụng vào thực tiễn [...]... Vận tốc biến tính phụ thuộc vào nhiệt độ, nhiệt độ càng cao sự biến tính càng nhanh, không những nhiệt độ cao mà nhiệt độ thấp cũng làm biến tính protein Ví dụ: protein của trứng, của sữa, một số protein của đậu tương cũng bị giảm khi ở nhiệt độ lạnh Các protein có tỉ lệ axit amin có cực cao thì dễ biến tính ở nhiệt độ thấp Sự biến tính của protein thường phụ thuộc vào bản chất và nồng độ của protein, ... dưỡng, các biến đổi protein của chúng trong quá trình chế biến và bảo quản để sử dụng chúng một cách hiệu quả nhất, hạn chế những biến đổi không có lợi làm ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng Trong quá trình tìm hiểu để hoàn thành đề tài chúng em còn nhiều thiếu sót rất mong được sự đóng góp của các thầy cô giáo và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn Kiến nghị Tiếp tục nghiên cứu đi sâu vào những gì... trị PH của lòng trắng trứng từ 7, 6 – 9, 7 Có thể bảo quản hay sơ chế trứng bằng phương pháp bảo quản lạnh khi t = 10C độ ẩm 90% trong 6 tháng, bảo quản trứng trong khí quyển đặc có 2, 5% CO2 hay khí trơ như N2, nhúng trứng và dầu khoáng parafin nóng chảy để bịt các lỗ thông hơi trên vỏ chần trứng ( để làm đông tụ nhanh một lớp mỏng protein dưới màng trong) , bao gói kín, chế biến trứng muối (dung dịch... khác nhau Kiến tạo chống đỡ cơ học: các protein có dạng sợi sclerotin trong lớp vỏ ngoài của côn trùng fiborin của tơ tằm nhện Dự trữ dinh dưỡng: protein còn là chất dinh dưỡng quan trọng cung cấp acid amin cho phôi phát triển như avolbummin trong lòng trứng, zien của ngô… 2.3 Sự biến đổi của protein trong quá trình chế biến và bảo quản 2.3.1 Tác động cơ học Nhiều tác nhân cơ học như nhào trộn, đập,... tan trong nước, globumin dễ tan trong muối loãng, prolamin tan trong ethanol, glutenin chỉ tan trong dung dịch kiềm và acid loãng v.v… Tính hidrat hóa của protein Phần lớn những thực phẩm đều là hệ rắn hidrat hóa Các đặc tính hóa lí, lưu biến của protein và các thành phần khác của thực phẩm phụ thuộc không chỉ riêng vào sự có mặt của nước mà còn phụ thuộc vào hoạt tính của nước Ngoài ra các chế phẩm protein. .. động của nước, pH, bản chất và lực của các ion có mặt Nhiều protein biến tính ở nhiệt độ 50 – 600C trong môi trường nước một số protein biến tính ở nhiệt độ thấp đặc biệt là một số enzym bị biến tính khi hạ nhiệt 30 – 00C Nhiệt độ có thể làm biến đổi cấu trúc protein, thủy phân liên kết peptit thay đổi các axit amin mạch bên và làm tụ protein với những phân tử chất khác Các biến đổi này phụ thuộc vào... chất trong cơ thể Như hemoglobin, mioglobin mang oxy đến các bộ phận của cơ thể, lipoprotein vận chuyển lipit từ gan tới các mô Chuyển động: nhiều protein trực tiếp tham gia vào trong quá trình chuyển động như quá trình co cơ chuyển vị trí của nhiễm sắc thể trong quá trình phân bào ở động vật có xương sống sự co cơ được thực hiện nhờ chuyển động trượt lên nhau của hai loại sợi protein: sợi to chứa protein. .. môi và khoảng cách giữa các ion protein Tính chất điện li của protein Protein là chất điện li lưỡng tính vì trong phân tử protein có nhiều nhóm phân cực mạnh (gốc bên R) của amino acid Ví dụ: nhóm COOH thứ hai của Asp, glu, nhóm NH2 của Lys, nhóm OH của Ser, Thr… Trạng thái tích điện của các nhóm này phụ thuộc vào pH của môi trường ở một pH nào đó mà tổng điện tích (+) và điện tích (-) của phân tử protein. .. hoặc chế biến) thì lòng đỏ đặc lại trở nên khô, một số protein của lòng trắng trứng tạo ra H2S Nếu nấu trong thời gian kéo dài mà không làm lạnh thì H2S sẽ phản ứng với Fe có mặt trong lòng đỏ tạo ra kết tủa đen Ta có thể thực hiện phản ứng này để thu được trứng hoàn toàn đen và chất lượng Trứng nguyên khi sấy khô thì làm biến tính một phần protein và làm thay đổi một số tính chất và chức năng của chúng... Nồng độ protein, pH, nhiệt độ thời gian, lực ion, sự có mặt của các thành phần khác là những yếu tố ảnh hưởng đến các phản ứng protein – protein và protein với nước Các tính chất chức năng được xác định trong điều kiện cân bằng của các lực này Lượng nước hấp thụ tổng số tăng khi tăng nồng độ protein pH thay đổi dẫn đến thay đổi mức độ ion hóa và sự điện tích trên bề mặt phân tử protein, làm thay đổi lực ... nhiệt Các protein có khả cố định mùi tức khả giữ hương lâu bền cho thực phẩm Chương II Hệ thống protein trứng biến đổi protein trứng trình chế biến bảo quản 2.1 Hệ thống protein trứng Trứng loại... thể Trong trình nghiên cứu tìm hiểu protein trứng giúp hiểu thêm thành phần, giá trị dinh dưỡng, biến đổi protein chúng trình chế biến bảo quản để sử dụng chúng cách hiệu nhất, hạn chế biến đổi. .. nên ăn nhiều protein có thức ăn gây hại cho gan thận Vì hàng ngày cần ăn lượng vừa đủ protein khác để cung cấp đầy đủ lượng protein cho thể, biến đổi protein trứng trình chế biến bảo quản có tác