Tiểu luận mơn: Hố Sinh Thực Phẩm BỘ CƠNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH VIỆN CƠNG NGHỆ SINH HỌC - THỰC PHẨM Tiểu luận mơn hóa sinh thực phẩm: Cơ chế chuyển hố protein ngũ cốc, đậu đỗ bảo quản chế biến thực phẩm GVHD : GV Nguyễn Thị Mai Hương Mã HP : 210540701 Đề tài : 12 Họ tên: Trần Thị Nhật Ánh 12133481 Ngô Thị Anh Thơ 12144081 Lê Thị Huế Thương 12143671 Tiểu luận mơn: Hố Sinh Thực Phẩm MỤC LỤC Lời mở đầu Trang I Tổng quan protein Vai trò protein đời sống Vai trò protein thực phẩm II Tổng quan ngũ cốc đậu tương Lúa Hạt lúa mì Ngô Hạt kê Yến Mạch Đậu tương III Hệ thống protein ngũ cốc đậu tương Albumin 10 Globulin 11 Prolamin 11 Glutenlin 11 Gliadin 12 Glutenin 13 Hệ thống protein đậu tương 14 IV Tính chất chức protein ngũ cốc đậu tương 16 Khả hydrat hoá .17 Khả hòa tan 18 Khả tạo bột nhão protein kết cấu xốp sản phẩm .18 Khả tạo nhớt 24 Khả tạo gel .24 Khả tạo bọt kết cấu bọt sản phẩm 26 Khả nhũ tương 27 Khả cố định mùi giữ mùi 28 V Những biến đổi protein ngũ cốc đậu tương bảo quản chế biến 28 Những biến đổi protein ngũ cốc bảo quản nguyên liệu hạt .28 Những biến đổi protein ngũ cốc chế biến 30 2.1 Biến đổi nhiệt 30 2.2 Biến đổi tác nhân học .32 2.3 Biến đổi enzym 34 2.4 Biến đổi phản ứng thủy phân 37 Kết luận .39 Tài liệu tham khảo .40 Bảng phân công công việc 41 Tiểu luận mơn: Hố Sinh Thực Phẩm Lời Mở Đầu Cuộc sống ngày phát triển, với tiến vượt bậc ngành khoa học công nghệ phục vụ đắc lực cho nhu cầu ngày cao người Trong nhu cầu ấy, nhu cầu ăn uống quan tâm hàng đầu Ơng bà ta thường nói: “Bệnh từ miệng mà vào…” hay “Có thực vực đạo” Thực vậy, ngành công nghệ thực phẩm đời phát triển mạnh mẽ tạo sản phẩm thực phẩm vô phong phú, đa dạng đáp ứng nhu cầu ngày cao người không ăn no, ăn đủ mà ăn ngon, ăn bổ dưỡng mà tốt cho sức khoẻ Và thấy văn hoá ẩm thực có thứ ngũ cốc làm sản phẩm Như Hoa Kỳ, hạt lúa mì xay thành bột chế thành bánh mỳ thứ bánh nướng khác Bên cạnh ngơ Các nước Á châu, đặc biệt Trung Hoa, Đại Hàn, Nhật Bản, Thái Lan, Việt Nam hạt lúa xay vỏ, bỏ cám, thành cám nấu thành cơm thực phẩm chính, thứ khác phụ Ở Châu Âu dùng hắc mạch, kiều mạch, yến mạch Nga Trung Á dùng bột kiều mạch, Trung Đông dùng lúa mạch Chính ngũ cốc bổ dưỡng, chúng chứa nhiều carbohydrates, chất xơ, nhiều vitamin chất khoáng, chúng nguồn cung cấp protein đặc biệt chất béo Vì thế, ngũ cốc (ngun chất) cần phải xem thực phẩm chế độ dinh dưỡng hàng ngày Không giá trị dinh dưỡng, người ngày tạo nhiều sản phẩm phong phú đa dạng từ ngũ cốc Từ lúa mì ta có bánh mì, bánh bơng lan, bánh bao, từ hạt đậu tương ta có sản phẩm đậu hũ, sữa đậu nành, tương, chao… Một thành phần tạo nên giá trị hạt ngũ cốc protein Vậy hệ thống protein ngũ cốc bao gồm loại nào? tính chất chức chúng sao? biến đổi chúng bảo quản chế biến thực phẩm nào? Đây nội dung tiểu luận: “Tìm hiểu biến đổi protein ngũ cốc q trình bảo quản, chế biến” nhóm trình bày sau Tiểu luận mơn: Hố Sinh Thực Phẩm I Tổng quan Protein: Protein đại phân tử sinh học cấu tạo từ 20 loại acid amin amid Người ta quy ước phân tử kết hợp từ 50 acid amin trở lên coi protein  Acid amin: Theo định nghĩa protein cấu tạo từ acid amin Acid amin hợp chất hữu mạch thẳng mạch vịng phân tử có chứa nhóm amin (NH3) nhóm cacboxyl (COOH) Cơng thức cấu tạo tổng quát: Trong số 20 acid amin amid (Asparagine, Glutamine) thường gặp phân tử protein có số acid amin mà thể người động vật không tự tổng hợp mà phải đưa từ vào qua đường thức ăn gọi acid amin cần thiết acid amin không thay Đó acid amin cần cho thể người lớn : Valin, Leucine Isoleucine, Methionine, Phenylalanine, Triptophane, Lysine, Treonine Và acid amin cần cho trẻ em: Arginine, Histidine Valine Phenylalanine Leucine Lysine Isoleucine Treonine Tiểu luận môn: Hoá Sinh Thực Phẩm Arginine Triptophane Histidine Methionine Vai trò protein đời sống : Là thành phần thiếu tất thể sống Protein có vai trị q trình trì phát triển mơ hình thành chất hoạt động sống Ở nguyên sinh chất tế bào khơng ngừng xảy q trình thối hóa protein tổng hợp protein từ thức ăn Một số protein đặc hiệu tham gia vào thành phần enzyme, hormone, kháng thể hợp chất khác Quá trình lớn từ việc hình thành cơ, trình đổi phát triển mơ, q trình phân chia tế bào gắn liền với trình tổng hợp protein Protein tham gia vận chuyển chất dinh dưỡng Protein có vai trị quan trọng vận chuyển chất dinh dưỡng qua thành ruột vào máu từ máu đến mô thể qua màng tế bào Ví dụ: Hemoglobin, mioglobin mang oxy đến phận thể, lipoprotein huyết tương vận chuyển lipid từ gan tới mơ,… Protein điều hịa chuyển hóa nước cân kiềm toàn thể Protein có vai trị chất đệm, giữ pH máu ổn định Hàm lượng protein định chất lượng phần thức ăn Vai trò bảo vệ giải độc protein - Cơ thể người chống lại nhiễm trùng nhờ hệ thống miễn dịch, hệ thống miễn dịch sản xuất protein bảo vệ gọi kháng thể - Sức khỏe người bị đe dọa số chất độc có thức ăn, từ thân thức ăn hay bị nhiễm từ mơi trường Bình thường chất độc giải độc gan Protein tham gia vào cân lượng cho thể Tiểu luận mơn: Hố Sinh Thực Phẩm - Protein nguồn cung cấp lượng cho thể - 1g protein cung cấp 4kcal Tóm lại, mặt cung cấp lượng thay protein chất dinh dưỡng khác mặt tạo hình khơng có chất dinh dưỡng thay Sẽ khơng có sống khơng có protein chức vật chất sống phát triển, sinh sản dinh dưỡng liên quan chặt chẽ đến protein Vai trò protein thực phẩm: Protein chất có khả tạo cấu trúc, hình khối, trạng thái cho sản phẩm thực phẩm Nhờ có khả có qui trình cơng nghệ sản xuất sản phẩm tương ứng từ ngun liệu giàu protein Ví dụ: nhờ có protein tơ thịt, cá tạo cấu trúc gel cho sản phẩm giị lụa kamaboko Cơng 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 Protein bột mì gluten có khả giữ kết cấu, giữ khí cho bánh mì, làm cho bánh trở nên xốp Protein có malt hòa tan bia, tạo độ bền bọt bia Nhờ tính chất đặc thù cazein sữa chế tạo 2000 loại phomat giới Gelatin da có khả tạo gel, sử dụng để tạo màng dùng bọc kẹo, bao viên thuốc Protein gián tiếp tạo nên chất lượng thực phẩm: Các acid amin tương tác với đường tạo màu, hương cho bánh mì, acid amin kết hợp với polyphenol tạo hương đặc trung cho trà cơng nghệ sản xuất trà,… Hình thơm đặc trưng chè gồm tới 34 cấu tử thơm nhờ acicamin polyphenol chè tương tác với gia nhiệt Các protein cịn có khả cố định cố định mùi tức khả giữ hương lâu bền cho thực phẩm Tiểu luận mơn: Hố Sinh Thực Phẩm II Tổng quan ngũ cốc: Lúa(Oryza sativa L) Gạo sản phẩm lương thực thu từ lúa Hạt gạo thường có màu trắng, nâu đỏ thẫm, chứa nhiều dinh dưỡng Hạt gạo nhân thóc sau tách bỏ vỏ trấu cám Gạo lương thực phổ biển gần nửa dân số giới Thành phần hóa học gạo trắng: Chất khô Hàm lượng % (so với chất khô) Tối thiểu Trung bình Tối đa Tinh bột 47.7 68 56.2 Protein 6.6 10.4 8.7 Xelluloza 8.7 12 Đường 0.1 4.5 3.2 Chất béo 1.6 2.5 1.9 Tro 4.7 6.9 5.8 Trong gạo chứa chất béo: chất béo chứa acid béo no (miristic, palmitic, steric), chất béo chứa acid béo khơng no (oleic, linoleic) Hạt lúa mì Lúa mì trồng nhiều giới phân bố gần khắp vùng Nó lương thực thuộc họ hịa thảo, khơng ưa nóng chịu lạnh nên trồng nhiều nước khí hậu lạnh Nga, Mỹ, Úc, Canada Lúa mì đa dạng phong phú, khoảng 20 dạng Tỷ lệ khối lượng phần hạt lúa mì (theo % khối lượng toàn hạt) Các phần hạt Cực tiểu Cực đại Trung bình Nội nhũ 78.33 83.69 81.60 Lớp alơrông 25 9.48 6.54 Vỏ vỏ hạt 8.08 10.80 8.92 Tiểu luận mơn: Hố Sinh Thực Phẩm Phơi 2.22 4.00 3.24 Thành phần hóa học trung bình lúa mì theo % sau: Thành phần Hàm lượng (%) Nước 14 - 15 % Chất béo 2.3 – 2.8 % Ðường trước chuyển hóa 0.1 – 0.15 % Ðường sau chuyển hóa 2.5 - 3% Tro 1.8 - % Protein 13 -15% Tinh bột 65 - 68% Pentoza 8-9% Xelluloza 2.5 – 3% Ngoài chất trên, lúa mì cịn có lượng dextrin, muối khoáng, sinh tố, chất men số chất khác.Các chất phân bố không phần hạt Protein chủ yếu tập trung nội nhũ lớp alơrơng cịn chất béo chủ yếu lại vỏ Trong vỏ nhiều xelluloza, pentoza, chất tro Trong phơi nhiều đường chất béo Sự phân bố chất hạt lúa mì (xem chất hạt 100%) Các phần Protein Tinh bột Chất hạt Ðường Xenluloza Pentoza Tro béo Hạt 100 100 100 100 100 100 100 Nội nhũ 65 100 25 65 28 20 Vỏ alơrong 27 - 55 15 90 68 70 Phôi - 20 20 10 Tiểu luận mơn: Hố Sinh Thực Phẩm Ngơ ( Zea mays L.) Thành phần hố học hạt ngô Thành phần Hàm lượng (%) Tinh bột 69% Protein 12.53% Chất béo 4.25% Xelluloza 1.71% Pentoza 4.05% Tro 1.35% Các chất khác 1.86% Tinh bột giống ngô thơng thường có khoảng 27% amylase 73% amylopectin Xelluloza pentoza thành phần chủ yếu vỏ Đường ngô chiếm khoảng 1,0-3,0% Khoảng 2/3 tập trung phơi Chất béo ngơ có tới 98% dạng glyxerid acid béo Chất tro ngô gồm nhiều thành phần nhiều phốt pho, acid, kim loại kiềm kiềm thổ Hạt kê: Kê tên gọi chung để vài loại ngũ cốc có thân cỏ giống lúa, hạt nhỏ, nhìn tương tự cỏ lồng vực hạt to mẩy Hạt kê làm lương thực gạo cho người ăn chim chóc Lượng vitamin B1, B2 có hạt kê cao từ - 1,5 lần so với lúa gạo Ngồi hạt kê cịn có chứa nhiều nguyên tố vi lượng khác methionine (một amino axit thiết yếu) loại hạt có tác dụng trì tế bào não, tăng cường trí nhớ làm giảm q trình lão hóa Yến mạch Tiểu luận mơn: Hố Sinh Thực Phẩm Ngồi lượng protein nhiều gạo, yến mạch cịn có hàm lượng bột mì cao 1,6 - 2,6 lần, hàm lượng chất béo cao - 2,5 lần so với gạo Tuy hàm lượng dinh dưỡng cao yến mạch lại coi loại thực phẩm ăn kiêng hàng đầu Đậu tương: Đậu tương thuộc họ Ðậu (Fabaceae), đặc điểm hạt đậu tương giàu hàm lượng protein, thực phẩm quan trọng cho người gia súc Cấu trúc thành phần cùa hạt đậu tương: Hạt đậu tương gồm có ba phần: vỏ, mầm trụ mầm Bảng thành phần hoá học trung bình phần hạt đậu tương: Các phần % hạt đậu lưọng tương trọng Thành phần % trọng lưọng khô hạt Protein Lipit Gluxit (kể Tro xơ) (Nx6.25) Hạt nguyên 100 40 20 35 4.9 Lá mầm 80 43 23 29 5.0 Vỏ 8.8 86 4.3 Trụ 41 11 43 4.4 mầm Các gluxit hạt đậu tương thường có: polysaccarit khơng hồ tan nemixellyloza kiểu arabinogalactan, pectin, xenlluloza olilgosacarit hexoza, sacaroza, rafinaza, stachinaza, verbascaza Tro đậu tương giàu sắt kẽm Ngồi thành phần hạt đậu tương cịn có muối khống Ca, Fe, Mg, P, K, Na, S; vitamin A, B1, B2, D, E, F; enzyme, sáp, nhựa, cellulose Tiểu luận mơn: Hố Sinh Thực Phẩm + Có màng mỏng protein hấp thụ bền đàn hồi  Các nhân tố ảnh hưởng tới việc hình thành tạo bọt Điểm đẳng điện (PI): Ở PI protein độ giãn nở không cao độ bền bọt lại tốt pH gluten 6.5 – 7.5 Là PI lực hút tĩnh điện phân tử làm thay đổi độ dày độ cứng màng mỏng protein hấp thụ bề mặt liên pha khơng khí/nước Các muối ảnh hưởng tới độ hồ tan, độ nhớt, độ giãn mạch khả tập hợp protein làm thay đổi tính chất tạo bọt Saccharoza đường khác thường làm giảm giãn nở bọt lại làm bọt có độ bền tốt chúng có khả làm tăng độ nhớt chung bọt Khi tăng nồng độ protein khoảng rộng (đến 10%), người ta thấy tăng độ bền nhiều tăng thể tích Để tạo bọt vừa ý thời gian cường độ khuấy tác dụng đến độ giãn mạch độ hấp thu thích hợp protein, song khuấy mạnh lại làm giảm giãn nở độ bền bọt  Tính chất tạo bọt đặc trưng protein ngũ cốc Sự hình thành bọt bao gồm khuếch tán protein đến bề mặt liên pha khơng khí/nước Tại chúng phải tự giãn mạch, tự tập hợp, tự trải cách nhanh chóng để làm giảm sức căng bề mặt liên pha Để có bọt bền màng mỏng protein tạo thành xung quanh bọt khí phải dày, cố kết, đàn hồi, liên tục khơng thấm khí Các protein, để làm bền bọt tốt, phải có khả di chuyển từ vùng có sức căng bề mặt liên pha yếu đến vùng có sức căng bề mặt cao, kéo theo phân tử nước tái thiết lập độ dày ban đầu vách Cuối mạch bên có cực màng mỏng protein phải cố định nước cho vách để làm giảm tổn thất tượng rút nước Glutenin lúa mì có khả tạo bọt tốt Trong thực phẩm có kết cấu bọt, việc làm bền bọt protein Như bánh mì nướng protein gluten bị đơng tụ tạo thành màng bảo vệ bọt Khả tạo nhũ tương protein Tiểu luận mơn: Hố Sinh Thực Phẩm Các nhũ tương hệ phân tán chất lỏng không trộn lẫn vào mà hai có mặt dạng giọt nhỏ phân tán, giọt dạng pha phân tán liên tục Phần lớn hệ nhũ tương thực phẩm loại “dầu nước” “nước dầu” Protein đậu nành có khả tạo nhũ tương ổn định hệ nhũ tương, nhờ mà có liên kết tuyệt vời nước chất béo, tác nhân kết dính tốt Sự hình thành ổn định hệ nhũ tương protein thực phẩm phụ thuộc nhiều vào lượng đánh trộn q trình chế biến Thơng thường trình chế biến thiết bị sử dụng để đánh trộn gây ảnh hưởng đến hình thành ổn định hệ nhũ tương, đặc biệt với nhũ tương có độ nhớt lớn q trình chế biến thiết bị sử dụng gây ảnh hưởng nhiều đến tính chất hệ nhũ tương Những tính chất chức protein khơng quan trọng việc định chất lượng sản phẩm cuối cùng, mà tạo điều kiện thuận lợi trình chế biến Protein đậu nành ( đặc biệt protein isolate), có khả nhũ tương hóa mạnh Khả làm bền nhũ tương protein isolate đậu nành tính theo số hoạt tính nhũ tương hóa ( số m2 bề mặt phân chia làm bền 1g protein): 41 ( pH = 6,5), 92 ( pH = 8) Khả cố định mùi giữ mùi Protein có khả cố định chất có mùi khác Thường chất có mùi lại dễ bay Các protein hấp phụ lý học hấp phụ hóa học chất có mùi qua liên kết vandervan liên kết đồng hóa trị liên kết tĩnh điện Trong số trường hợp, thành phần không bay cố định liên kết đồng hóa trị q trình thường khơng thuận nghịch khả xảy với chất bay có phân tử lượng lớn Ví dụ, nồng độ, protein đậu nành cố định 10% octaral thay 50% – dodecanal Ngồi protein đóng vai trị quan trọng việc tạo mùi vị, màu sắc cho thực phẩm Ví dụ: trình sản xuất loại bánh nướng gluten cịn có khả tương tác với đường qua phản ứng melanoidin tạo màu vàng đặc trưng hương thơm cho sản phẩm bánh Tiểu luận môn: Hoá Sinh Thực Phẩm V Những biến đổi protein ngũ cốc trình bảo quản chế biến Những biến đổi protein trình bảo quản nguyên liệu hạt:  Sự biến đổi hợp chất có nitơ q trình bảo quản: Protein hợp chất chứa nitơ nông sản nói chung ngũ cốc nói riêng Nó thành phần dinh dưỡng loại ngũ cốc có giá trị dinh dưỡng cao Trong trình bảo quản, nói chung nitơ tổng số khơng thay đổi thay đổi Nhưng nitơ phi protein hịa tan thay đổi nhiều, chúng phân giải thành acid amin làm cho lượng acid amin tăng lên Do đó, lượng nitơ protein giảm xuống nitơ phi protein trình tăng lên cách rõ rệt Trong cơng trình nghiên cứu Gasiorowski hạt lúa mì bảo quản trạng thái tươi ẩm kho kín hồn tồn, ơng phát thấy tăng lên hàm lượng Nito phi protein sau 15 tuần lễ bảo quản Theo tài liệu Mori (1944) phát thấy thời gian cất giữ loại ngũ cốc nitơ protein giảm, cịn nitơ phi protein tăng liên kết S-H giảm chuyển thành S-S Sự thay đổi mặt hô hấp oxi mặt tác dụng men  Nguyên nhân gây biến chất trình chuyển hóa: Thơng thường loại vi khuẩn hiếu khí phân hủy acid amin thành acid hữu amoniac: R – CH2 – CH(NH2) – COOH R – CH2 – CH2 – COOH + NH3 Từ loại acid amin, tùy theo chế phản ứng phân hủy hình thành amoniac acid hữu khác Các acid với liều lượng thấp không gây độc hại, làm cho sản phẩm có mùi khó chịu Các vi khuẩn kị khí lại phân hủy acid amin theo chế khác, hình thành acid amin CO2: R – CH2 – CH(NH2) – COOH R – CH2 – CH2– NH2 + CO2 Khi acid amin có mạch hở acid amin hình thành độc Nếu acid amin có mạch kín acid amin hình thành độc hại Người ta gọi chung amin proamin Ví dụ: Phenylalanin cho phenyletylanin, tyrozin cho tryptamin, histidin cho Tiểu luận mơn: Hố Sinh Thực Phẩm histamin tryptamin có tính chất co giãn động mạch, histamin có tính chất gây kích tiết dịch vị dày, làm nở vị huyết quản, gây ban dị ứng với liều lượng 0.5mg giết chết chuột lang Nếu phối hợp tác dụng vi khuẩn hiếu khí kỵ khí chế phản ứng lại phức tạp hơn, hình thành số chất phenol, indol, scatol… Kết hợp với phản ứng nêu trên, thường có thêm phản ứng phụ, hình thành acid amin có thêm nhiều gốc metyl gọi bectain Mỗi acid amin có bectain tương ứng Những bectain chất độc gây tiết nước dãi gây co giật Nếu acid amin acid amin có lưu huỳnh hình thành dãy chất có mùi khó chịu thioalcol hay mercaptan, hydrosunfua, hydrocacbua Q trình lên men thơng thường bắt đầu bề mặt ngồi, sau sâu vào phía  Các biến đổi nguyên nhân khác( thóc gạo):  Tính hấp phụ nhả chất khí, ẩm hạt: điều kiện định nhiệt độ áp suất khơng khí, thóc hất thụ nhả chất khí ẩm mà hấp thụ từ mơi trường vào Quá trình thường tượng hấp thụ bề mặt Ngồi khí có hoạt tính hóa học cao, phản ứng với cấu trúc thóc gạo làm giảm giá trị thương phẩm vốn có thóc, gạo ví dụ: metylbromua kết hợp với chức –SH – SCH3 protein thóc gạo (như methionin chẳng hạn) để chuyển thành hóa chức SCH2Br khơng cịn chức dinh dưỡng Q trình chín sau thu hoạch hạt: q trình xảy sau thu hoạch, tác dụng hệ enzyme có sẵn hạt, tự hoàn thiện mặt chất lượng Hàm lượng acid amin giảm để tăng lượng protid Thời gian chín sau thu hoạch thóc thường phụ thuộc giống lúa, độ chín thu hoạch điều kiện nhiệt độ, độ ẩm, môi trường  Hiện tượng biến vàng thóc, gạo: Là tượng lớp nội nhũ hạt chuyển từ màu trắng sang vàng Nguyên nhân tượng biến vàng phản ứng tạo thành melanoit, sản phẩm có màu vàng sẫm, kết phản ứng amino acid đường khử có sẵn nội nhũ Tiểu luận mơn: Hố Sinh Thực Phẩm hạt Phản ứng thường gặp thóc có thủy phần cao, lại bảo quản nhiệt độ cao Thóc gạo bị biến vàng làm giảm giá trị thương phẩm cơm nấu từ gạo bị biến vàng màu sắc không hấp dẫn, độ dẻo tỉ lệ hạt vàng cao, ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng ( theo tiêu chuẩn giới Việt Nam, tỉ lệ hạt vàng không vượt 0.5% Những biến đổi protein trình chế biến: 2.1 Biến đổi nhiệt: Trong q trình gia cơng kĩ thuật ngun liệu giàu protein ngũ cốc bên cạnh biến đổi có định hướng mong muốn, cịn xảy biến hóa phụ ngồi dự định nhiều khơng mong muốn Đó biến đổi protein trình gia nhiệt Hầu sản phẩm có q trình gia nhiệt xảy  Gia nhiệt: Khi gia nhiệt vừa phải protein ngũ cốc bị biến tính Ví dụ độc tố có chất protein đậu nành antitripsin … vào thực phẩm theo nguyên liệu độc tính Ở nhiệt độ cịn có tác dụng làm cho số thực phẩm giàu Collagen, Glixinin đậu nành dễ dàng tiêu hóa mạch peptid bị duỗi giải tỏa gốc acid amin tạo điều kiện cho proteaza tác dụng thuận lợi Ngoài cịn có tác dụng kìm hãm hoạt động số enzim đường tiêu hóa Ví dụ Antitrypsin Xunitz Bowman đậu nành làm tăng trình tiêu hóa sản phẩm đậu nành Khi gia nhiệt nhiệt độ cao thực phẩm giàu Protein điều kiện pH trung tính mơi trường kiềm Lysine, Threonine đậu nành bị phân hủy Ở nhiệt độ xảy trình thủy phân liên kết peptid đồng phân hóa gốc acid amine, tạo hỗn hợp racemic làm giảm 50% giá trị dinh dưỡng sản phẩm Lúc gia nhiệt làm hợp chất (chiếm hàm lượng nhỏ) như: cestrogen, goitrogen, sterol, chất phản vitamin bị biến tính ta loại xét mặt dinh dưỡng chúng khơng có lợi đơi chất độc  Giảm nhiệt: Kìm hãm hoạt động vi sinh vật nhiệt độ 0c Tiểu luận mơn: Hố Sinh Thực Phẩm Tăng phẩm chất cho ngũ cốc Làm hại cấu trúc tế bào  Ứng dụng công nghệ sản xuất sản phẩm từ ngũ cốc:  Trong sản xuất bánh mì: Các trình keo xảy bột nhào nướng Các trình keo xảy chủ yếu bột nhào nướng hồ hóa tinh bột đơng tụ protit Các q trình có ý nghĩa lớn q trình làm cho bột nhào trở thành bánh ăn thay đổi chất keo bột nhào xảy đồng thời lớp cục bột nhào bị nóng đến nhiệt độ 55600C Ở 400C hạt tinh bột bắt đầu trương nở Nếu làm nóng hạt tinh bột bị vỡ nước thấm vào bên hạt tinh bột, phá hủy hạt tinh bột, amilaza chuyển vào dung dịch amilopectin tạo thành keo dính Muốn hồ hóa hồn tồn lượng tinh bột bột nhào cần lượng nước nhiều gấp 2-3 lần lượng nước có bột nhào, thời gian nướng bánh tinh bột bị hồ hóa phận hồ hóa tinh bột mơi trường không đủ lượng nước cần thiết diễn chậm chạp, q trình hồ hóa kết thúc lớp trung tâm bánh mì làm nóng đến nhiệt độ 95-970C Tinh bột hồ hóa liên kết với nước tự bột nhào liên kết với nước tự protit biến tính nhả Lượng nước tự bánh giảm rõ rệt , ruột bánh khơ đàn hồi Nếu tinh bột bị tính háo nước ruột bánh mì trở nên dính Q trình biến tính protit tác dụng nhiệt xảy khoảng nhiệt độ 50-700C Khi bị đông tụ, protit nhả nước chặt lại, tính đàn hồi protit bị biến tính tạo thành khung cho bánh mì, cố định hình dáng bánh Các hạt tinh bột nở nướng bao quanh mạng lưới protit đông tụ Protit bị đông tụ nhiệt dễ dàng bị phân hủy men Động học q trình biến tính protit lớp bột nhào có ý nghĩa quan trọng chất lượng sản phẩm protit đơng tụ chậm dẫn đến giảm thể tích bánh bánh có dạng bẹp  Trong sản xuất sữa đậu nành: Khi nấu, tác dụng nhiệt độ: Enzyme urea phân giải ure giúp tiêu hóa tốt Tiểu luận mơn: Hoá Sinh Thực Phẩm Các phân tử protein tập hợp lại tạo thành mạng lưới protein mạng lưới protein có trật tự( tượng gel hóa) tạo dung dịch sữa đậu nành có độ sánh Nhóm SH bị lộ làm tăng khả hình thành cầu disulfua Khi có mặt số lượng lớn nhóm SH cầu S-S, mạng lưới protein bền vững gel nhận có xu hướng khơng thuận nghịch 2.2 Biến đổi tác nhân học: Các tác nhân học nghiền, xay, khuấy trộn… có vai trị quan trong trình tạo cấu trúc cải thiện tính chất chức protein Nghiền nhuyễn chế phẩm protein cải thiện hoạt tính hấp thụ nước, tính hịa tan, khả hấp thụ chất béo khả tạo bọt protein Các lực cắt khuấy đảo mạnh huyền phù dung dịch protein làm vỡ tập hợp protein thành tiểu phân tử khả nhũ hóa protein nói chung cải thiện phương pháp Khuấy trộn trường hợp tạo bọt mức độ vừa phải tăng khả biến tính bề mặt tập hợp protein, khuấy đảo mạnh lâu số protein làm giảm độ bền màng protein tạo bề mặt phân chia giảm khả tạo bọt Các lực học có vai trị quan trọng q trình tạo cấu trúc protein tạo dạng paste, dạng sợi ép đùn nhiệt dẻo biến tính protein nén, cắt tạo điều kiện xếp lại mạch polypeptid, trao đổi cầu nối disulfua tạo thành mạng lưới protein  Ứng dụng:  Trong sản xuất bánh mì: Nhào bột khâu quan trọng có ảnh hưởng rõ rệt đến khâu trình kĩ thuật chất lượng bánh mì Khi người ta thu chất đồng gồm bột, nước, men, muối thành phần khác Khối đồng có cấu trúc tính chất vật lí xác định Sau lên men người ta tiến hành chia, vê Trong khối bột xảy khác vật lí học, hóa sinh học…các hợp chất protit giữ vai trị quan trọng việc tạo thành bột nhào Các protit không tan nước bột liên kết với nước nhào tạo thành gluten Protit bột mì có khả liên kết với lượng nước gấp hai lần trọng lượng nó, khoảng 75% nước thẩm thấu Protit bột nhào trương lên tăng thể tích lên Tiểu luận mơn: Hố Sinh Thực Phẩm nhiều lần Sự trương nở hợp chất protit tạo thành khung có cấu tạo xốp, bột nhào có tính đàn hồi dẻo Tinh bột bột liên kết với lượng nước khoảng 30% trọng lượng thân Nhưng mặt số lượng mà nói tinh bột bột nhiều protit lượng nước liên kết với tinh bột lượng nước liên kết với protit xấp xỉ với Trong khối bột nhào, đồng thời với pha lỏng cấu tạo từ nước tự do, protit hòa tan, đường chất khác, cịn có pha khí tạo nên tích lũy bột khơng khí nhào túi khí CO2 lên men Như nói bột nhào hệ phân tán gồm từ pha: rắn, lỏng, khí Trong khối bột nhào đồng thời xảy trình vật lí keo hóa bột nhào, tác dụng fecmen nấm men, bột nhào cịn xảy q trình hóa sinh học Men thủy phân protit bột có tác dụng to lớn cả, men phá vỡ liên kết protit ảnh hưởng rõ rệt đến tính chất vật lí bột nhào Nhưng q trình nhào có oxy khơng khí thâm nhập vào khối bột nên làm giảm cách rõ rệt ảnh hưởng phá vỡ liên kết protit men thủy phân protit Các men thủy phân tinh bột có ảnh hưởng với mức độ Tác dụng học cánh máy nhào tạo điều kiện cho protit trương nở tạo thành khung gluten, tăng cường tính chất vật lí khối bột nhào Ngồi q trình nhào, nhiệt độ khối bột nhào có tăng lên đơi chút lượng trình học chuyển thành nhiệt Nhưng tốc độ cánh mày nhào khoảng 25-40 vịng/phút nhiệt độ tăng lên khơng đáng kể Các q trình xảy khối bột nhào khơng có tính chất độc lập mà có quan hệ tương hỗ, gây nên biến đổi liên tục tính chất vật lí khối bột nhào khâu trình kỹ thuật  Trong sản xuất sữa đậu nành: Là loại thức uống bổ dưỡng, giàu dinh dưỡng Thành phần chủ yếu nước đậu nành Khi xay tác dụng lực cắt protein bị biến tính, làm vỡ tập hợp protein thành tiểu phần tử, tạo thành dung dịch protein 2.3 Biến đổi enzym: Trong trình bảo quản ngũ cốc thường xảy tượng ôi thối làm giá trị dinh dưỡng Nguyên nhân tượng tác dụng enzym có sẵn Tiểu luận mơn: Hoá Sinh Thực Phẩm thực phẩm vi sinh vật xâm nhập từ mơi trường ngồi vào Protein đậu nành tác dụng phân hủy enzym 50 – 60% protein chuyển hóa thành dạng hịa tan, có 10% acid amin peptid có trọng lượng phân tử thấp Trong q trình biến đổi có xảy phản ứng đặc trưng:  Phản ứng khử amin: R -CH-COOH + H2O R-CH-COOH + NH3 NH2 OH enzym R -CH-COOH + H2 R-CH2-COOH + NH3 vsv hiếu khí NH2  Phản ứng khử nhóm cacboxyl Phản ứng tạo thành dạng amine khác Từ lizin tạo thành cacdaverin, từ histidin tạo thành histamin, chất độc từ R -CH-COOH R-CH2-NH2 + CO2 NH2  Phản ứng khử amin, khử carboxyl R -CH-COOH + ½ O2 R-CO-COOH + NH3 NH2 R -CH-COOH + H2O R-CH-COOH + NH3 NH2 R – CH - COOH OH decacboxylase R – CH = O + CO2 R – CH - COOH + H2O OH - CO2 R - CH2 - OH + CO2 CH2 -CH-COOH NH2 CH2-CH2-NH2 + CO2 Tiểu luận mơn: Hố Sinh Thực Phẩm  Phản ứng tạo phosphin: H3PO4 - 3O2 PH3  Phản ứng tạo thành scatol, crezol, phenol Trong trình hoạt động sống vi sinh vật gây thối rữa thường gặp trình cất giữ protein acid amin vịng chuyển hóa thành sản phẩm độc có mùi khó chịu như: scatol, indol, phenol… Phản ứng xảy trình Tryptophan + H2O Acid indoloxypropionic + NH3 CH2-CH-COOH + H2 O NH NH2 CH2-CH-COOH + NH3 NH OH Acid indoloxypropionic + O2 Acid indolacetic + CO2 + H2O CH2-CH-COOH + O2 NH OH CH2- COOH Tiểu luận môn: Hoá Sinh Thực Phẩm + CO2 + H2O NH Acid indolacetic CH3 + 3/2 O2 + CO2 + H2O NH NH Scatol Indol  Phản ứng tạo mercaptan: Phản ứng thường xảy với acid amin có chứa lưu huỳnh: +2H CH3-S-CH2-CH2-CH-COOH CH3-S-CH2-CH2-CH3 + CO2 + NH3 NH2 2.4 Biến đổi phản ứng thủy phân: Là phản ứng phân giải chất có tham gia nước Phản ứng thủy phân phản ứng phổ biến quan trọng cơng nghiệp thực phẩm nhờ có phản ứng thủy phân ta có sản phẩm nước tương, chao… Khi thủy phân làm cho protein ngũ cốc chuyển thành chất trung gian đơn giản sản phẩm cuối acid amine  Ứng dụng sản xuất Chao: Sau nuôi mốc, lên men công đoạn quan trọng định toàn chất lượng sản phẩm Trong giai đoạn enzyme mốc tham gia hàng loạt phản ứng sinh hóa tạo cho Chao Hệ enzyme vi sinh vật cung cấp cho bánh Chao chủ yếu enzyme proteaza( enzym thủy phân protid) hỗn hợp enzyme photpholypapaza( enzym thủy phân lipid) Q trình sinh hóa thủy phân protid thành peptide acidamin nhờ hệ enzyme proteaza nấm mốc vi khuẩn, ngồi cịn có q trình tạo este thơm chuyến hóa lipid Tiểu luận mơn: Hố Sinh Thực Phẩm Proteza nhóm enzyme thủy phân liên kết peptide(-CO-NH-) phân tử protein polypeptide Proteza chia thành: proteinaza peptidaza Proteinaza phân hủy protein thành polypeptid , peptone Chúng có tính đặc hiệu tương đối rộng phân hủy peptide có phân tử nhỏ thành( peptone, polypeptide) thành acid amin tự tác dụng peptidaza Các peptidaza có tính đặc hiệu hẹp hơn, tác dụng lên liên kết peptide vị trí định Sự thủy phân protein: Là hoạt động enzyme proteinaza protein, phân hủy chúng thành phân tử khuếch tán Proteinaza bẻ gãy mối liên kết (-CONH-) với tham gia nước, giải phóng nhóm (-COOH) (-NH2) tự Proteinaza enzyme ngoại bào, chuyển đổi protein không khuếch tán thành peptid dipeptid khuếch tán Những hợp chất phần lớn khơng có mùi Peptidaza enzyme nội bào ngoại bào, khử peptid thành acidamin tự do, peptidaza có khả cơng mối nối liên kết phân tử protein Vì muốn Chao có chất lượng tốt phải gieo cấy vi sinh vật chủng phải tạo điều kiện tối ưu nhiệt độ, độ ẩm, môi trường, PH…để vi sinh vật phát triển tốt nhất, tạo enzyme có hoạt lực cao Khi sản phẩm Chao có mùi đặ trưng, khơng đắng khơng có mùi vị lạ Tiểu luận mơn: Hố Sinh Thực Phẩm KẾT LUẬN Ngày nay, ngũ cốc sử dụng rộng rãi bữa ăn ngày người dân tồn giới Từ ngũ cốc ta chế biến thành loại thực phẩm bánh mì có cấu trúc xốp, cứng, giịn, hay bánh mì mềm; loại bánh lan, loại bột ngũ cốc dùng cho trẻ em, hay từ đậu phụ, đậu nành ta làm loại nước chấm…việc hiểu rõ hệ thống protein, tính chất chức biến đổi chúng trình chế biến bảo quản giúp giữ giá trị dinh dưỡng vốn có ngũ cốc tạo giá trị cảm quan tốt đa dạng sản phẩm từ ngũ cốc Tiểu luận mơn: Hố Sinh Thực Phẩm TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu sách:  Hoá sinh Thực phẩm - Lê Ngọc Tú (chủ biên), Bùi Đức hợi, Lưu Duẩn, Ngô Hữu Hợp, Đặng thị Thu, Nguyễn Ngọc Cẩn – NXB khoa học kỹ thuật Hà Nội - 2001  Hố sinh cơng nghiệp - Lê Ngọc Tú (chủ biên), Bùi Đức hợi, Lưu Duẩn, Lê văn Chứ, Đặng thị Thu, Phạm Quốc Thăng - Nguyễn Thị Thịnh – Lê Doãn Diên – NXB khoa học kỹ thuật Hà Nội - 1998  Công Nghệ bảo quản chế biến lương thực – Trường Đại Học Công Nghiệp, Khoa công nghệ thực phẩm - 2007  Kỹ thuật chế biến lương thực (tập 2) – Bùi Đức Hợi (chủ biên), Lê Hồng Khanh, Mai Văn Lề, Lê Thị Cúc, Hoàng Thị Ngọc Châu, Lê Ngọc Tú, Lương Hồng Nga – NXB khoa hoc kỹ thuật  Công nghệ chế biến sản phẩm ăn uống – Lê Thanh Xuân (chủ biên), Nguyễn Đắc cường, Lê Văn Thụ - NXB Trường ĐH Thương Mại (Hà Nội) – 1998  Bảo quản chế biến nông sản sau thu hoạch – PGS Trần Minh Tâm – NXB nông nghiệp Hà Nội 2002  Sổ tay kỹ thuật bảo quản lương thực – Vũ Quốc Trung ( chủ biên), Lê Thế ngọc.NXB khoa học kỹ thuật Hà Nội 1999  Công nghệ sản xuất mì sản phẩm lên men cổ truyền - PGS.TS Nguyễn Thị Hiền – NXB khoa học kỹ thuật - 2004 Tài liệu Internet:  www.toiyeusuckhoe.com/ /6-ngu-coc-tot-hon-thuoc/  www.thuvienhoasen.org/u-dd-06-tptot.htm  vi.wikipedia.org/ /Cây_lương_thực  http://pqvvvvv.blogspot.com/2009/11/nhung-cay-luong-thuc-chinh-trengioi.html  www.khoe24.vn/ pham/ /cay-dau-tuong  www.lamchame.com/ /t-33199.html  http://www.wattpad.com/143323-ngu-coc-c1-1 Tiểu luận mơn: Hố Sinh Thực Phẩm BẢNG PHÂN CƠNG CƠNG VIỆC STT Họ tên Ngô Thị Anh Thơ Công việc - Tổng quan protein - Tổng quan ngũ cốc đậu tương - Hệ thống protein ngũ cốc đậu tương (1,2) Lê Thị Huế Thương - Hệ thống protein ngũ cốc đậu tương (cịn lại) - Tính chất chức protein ngũ cốc đậu tương (1,2) Trần Thị Nhật Ánh - Tính chất chức protein ngũ cốc đậu tương (còn lại) - Biến đổi protein ngũ cốc chế biến bảo quản ... melanoidin tạo màu vàng đặc trưng hương thơm cho sản phẩm bánh Tiểu luận mơn: Hố Sinh Thực Phẩm V Những biến đổi protein ngũ cốc trình bảo quản chế biến Những biến đổi protein trình bảo quản nguyên... thống protein ngũ cốc đậu tương (cịn lại) - Tính chất chức protein ngũ cốc đậu tương (1,2) Trần Thị Nhật Ánh - Tính chất chức protein ngũ cốc đậu tương (còn lại) - Biến đổi protein ngũ cốc chế biến. .. cốc protein Vậy hệ thống protein ngũ cốc bao gồm loại nào? tính chất chức chúng sao? biến đổi chúng bảo quản chế biến thực phẩm nào? Đây nội dung tiểu luận: “Tìm hiểu biến đổi protein ngũ cốc