Bài giảng Hóa học hóa sinh thực phẩm - Chương 1: Protein

Chia sẻ: HaoAsakura HaoAsakura | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:18

Thêm vào BST

Báo xấu

34
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Hóa học hóa sinh thực phẩm - Chương 1: Protein cung cấp cho học viên những kiến thức về đặc điểm cấu tạo protein; hàm lượng protein trong một số nguyên liệu động vật và thực vật; định nghĩa, phân loại, tính chất vật lý và tính chất hóa lý của acid amin;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hóa học hóa sinh thực phẩm - Chương 1: Protein

HOÙA HOÏC HOÙA SINH THÖÏC PHAÅM PROTEIN Protein (ñaëc ñieåm caáu taïo) Ñaïi phaân töû sinh hoïc chöùa nitô, ñöôïc caáu taïo töø caùc acid amin, coù troïng löôïng phaân töû lôùn hôn 5000 danton, bò keát tuûa hoaøn toaøn bôûi acid tricloacetic 10% (TCA) CHÖÔNG 1 Nguoàn Protein PROTEIN Ñoäng vaät: Löôïng protein chieám 70 % chaát khoâ, Thòt caùc gia suùc, gia caàm, caù, toâm, tröùng, söõa, Cua, caùy, teùp, caùc ñoäng vaät thaân meàm, Pheá thaûi loø moå: tieát vaø xöông. Thöïc vaät: Haït caùc loaïi ñaäu, ñaëc bieät laø ñaäu naønh (25 -35%) Caùc loaïi beøo hoa daâu, taûo, naám. Toân Nöõ Minh Nguyeät 1 2 PROTEIN PROTEIN Thaønh phaàn nguyeân toá Haøm löôïng protein trong moät soá nguyeân lieäu ñoäng vaät vaø thöïc vaät H : 6 – 7,5% Nguyeân lieäu Protein Nguyeân lieäu Protein Gan 18 - 19 Luùa 7–8 O : 21 - 24% Tim 16 - 18 Baép 8 – 10 C : 50 - 55% Moâ cô thòt gia suùc 16 – 22 Ñaäu phoäng 23 – 27 N : 15 - 18% Tröùng 13 – 15 Ñaäu naønh 34 – 40 Söõa boø 3–5 Heán 4–5 S : 0 – 0,24% Thòt caù 17 – 21 Soø 8–9 Caùc nguyeân toá khaùc: P, Fe, Zn, Cu, Mn, Ca Toâm 19 – 23 OÁc 11 – 12 Möïc 17 – 20 Moi 13 – 16 3 4
ACID AMIN Phaân loaïi theo caáu taïo ACID AMIN Ñònh nghóa Nh Teân Soá aa Teân aa R 1 Monoamino monocarboxylic 7 Glycin H Alanin CH3 Valin (CH3)2CH Leucin (CH3)2CH2CH Acid amin laø daãn xuaát cuûa acid carboxylic trong ñoù hydro Isoleucin (CH3)(C2H5)CH ñöôïc thay theá baèng nhoùm amin ôû vò trí α hay β Serin (HO)CH2 Threonin (HO)(CH3)CH Caùc acid amin chæ khaùc nhau goác R 2 Diamino monocarboxylic 2 Lysin (NH2)(CH2)4 Arginin (NH2)(NH)C-NH(CH2)3 22 loaïi α - acid amin / 100 loaïi acid amin 3 Monoamino dicarboxylic 2 Aspatic (COOH)CH2 Glutamic (COOH)CH2CH2 4 Amid cuûa aa dicarboxylic 2 Asparagin (NH2)COCH2 Glutamin (NH2)COCH2CH2 α β 5 Acid amin chöùa S 3 Cystein (SH)CH2 Cystin (alanin)-S-S-(alanin) Methionin CH3S(CH2)2 6 Acid amin dò voøng 4 Proline Oxiproline Tryptophane Histidin 7 Acid amin nhaân thôm 2 Phenylalanine Tyrosine 5 6 ACID AMIN Tính chaát vaät lyù ACID AMIN Phaân loaïi theo tính dinh döôõng Tinh theå, maøu traéng, beàn ôû nhieät ñoä 20 - 250 Ña soá ñeàu coù vò ngoït, (glutamate Na boät ngoït, Asp, Lys) Tan khaù toát trong nöôùc, möùc ñoä tan coù khaùc nhau Acid amin thay theá Ñoä hoøa tan [g/100g nöôùc] Acid amin 0oC 25oC 50oC 75oC 100oC cô theå coù theå toång hôïp ñöôïc töø caùc aa khaùc L-Alanine 12,73 16,51 21,79 28.51 37.30 L-Cistine 0,005 0,011 0,024 0,052 0,114 L-Glutamic acid 0,341 0,843 2,186 5,553 14,00 Acid amin khoâng thay theá (essential amino acid) Glycine 14,18 24,99 39,10 54,39 67,17 L-Hydroxyproline 28,86 36,11 45,18 51,67 cô theå khoâng töï toång hôïp ñöôïc, phaûi boå sung töø tp L-Leucine 2,270 2,19 2,66 3,823 5,638 L-Methionine 1,818 3,381 6,070 10,52 17,60 Val, Leu, Ile, Met, Thr, Phe, Try, Lys, Arg, His L-Proline 127,4 162,3 206,7 239,0 L-Tryptophane 0,823 1,136 1,706 2,795 4,987 L-Tyrosine 0,020 0,045 0,105 0,244 0,565 L-Valine 8,34 8,85 9,62 10,24 7 8
Tính chaát vaät lyù ACID AMIN Tính chaát vaät lyù ACID AMIN Haáp thu töû ngoaïi Tính hoaït quang vuøng haáp thu töû ngoaïi: 200-290 nm his, met, cys: 200 - 210nm caùc aa khaùc: 220nm aa nhaân thôm, tyr, phe, trp: 200-230 nm vaø 250-290nm öùng duïng: phaân tích ñònh löôïng aa, peptide, protein/dd pp quang phoå haáp thu töû ngoaïi / 280nm Kieàm: aa bò racemic hoùa, chuyeån töø daïng L sang D maát giaù trò dinh döôõng Acid: khoâng xaûy ra hieän töôïng racemic hoùa 9 10 Tính chaát hoaù lyù ACID AMIN Tính chaát hoaù lyù ACID AMIN Tính ñieän ly löôõng cöïc Tính ñieän ly löôõng cöïc Ñieåm ñaúng ñieän (Isoelectric point, pI) pH ôû ñoù phaân töû acid amin toàn taïi ôûû daïng caùc ion löôõng cöïc, hay noàng ñoä cation baèng noàng ñoä anion, daãn ñeán Trong moâi tröôøng acid (H+) söï phaân ly nhoùm -COOH seõ bò traïng thaùi ñaúng ñieän [A]=[B] kìm haõm, phaân töû aatích ñieän (+) , taùc duïng nhö moät base Trong moâi tröôøng kieàm (dö -OH- ), söï phaân ly nhoùm -NH2 bò kìm haõm, phaân töû aa tích ñieän (-) , taùc duïng nhö moät acid 11 12
Tính chaát vaät lyù ACID AMIN ACID AMIN Caùc phaûn öùng ñaëc tröng Ñieåm ñaúng ñieän (Isoelectric point, pI) 1. Phaûn öùng vôùi acid, base Taïi ñieåm pI, ñoä hoøa tan cuûa a.a. thaáp nhaát A.a laø hôïp chaát löôõng tính – coù theå taïo muoái vôùi acid hay base Acid amin pI Acid amin pI Acid amin pI Alanin 6,0 Glycin 6,0 Prolin 6,3 Arginin 10,8 Histidin 7,5 Serin 5,7 Asparagin 5,4 4-hydroxyprolin 5,7 Threonin 5,6 Aspartic 2,8 Isoleucin 6,0 Tryptopha 5,9 Cistein 5,0 Leucin 6,0 n 5,7 Cystin 5,1 Lysin 9,6 Tyrosin 6,0 Glutamin 5,7 Methionin 5,7 Valin 6,9 Glutamic 3,2 Phenylalnin 5,5 β-Alanin 13 14 Caùc phaûn öùng ñaëc tröng ACID AMIN ACID AMIN 4. Phaûn öùng desamin hoùa 2. Phaûn öùng vôùi acid Nitrô HNO2 (ph. phaùp Van-Slyke) Thuyû phaân Khöû Oxy 3. Phaûn öùng vôùi formaldehyd (ph. phaùp Sorensen) hoùa Khöû noäi phaân töû 15 16
Caùc phaûn öùng ñaëc tröng ACID AMIN Caùc phaûn öùng ñaëc tröng ACID AMIN 7. Phaûn öùng chuyeån hoùa goác R 5. Phaûn öùng decarboxyl hoùa Caùc phaûn öùng chuyeàn töø aa naøy sang aa khaùc Phe - Tyr 6. Phản ứng chuyeån acid amin Cetoacid A + Acid amin B === Acid amin A + Cetoacid B A.pyruvic - Ala 17 18 Caùc phaûn öùng ñaëc tröng ACID AMIN Caùc phaûn öùng ñaëc tröng ACID AMIN 8. Phaûn öùng vôùi ninhydrin 8. Phaûn öùng vôùi ninhydrin Acid aspartic khi taùc duïng vôùi ninhydrin giaûi phoùng 2 CO2 Prolin vaø oxyprolin taïo hôïp chaát maøu vaøng, khoâng giaûi phoùng NH3 Ninhydrin (oxh) ninhydrin (khöû) pH > 4, xaûy ra phaûn öùng tieáp theo taïo ra phöùc maøu xanh tím Phöùc Ruheman (xanh tím) 19 20
ACID AMIN ACID AMIN Caùc phaûn öùng ñaëc tröng 9. Phaûn öùng taïo phöùc vôùi kim loaïi naëng Vai troø sinh hoïc cuûa acid amin Taùc duïng vôùi kim loaïi naëng, nhaát laø kim loaïi hoùa trò II taïo ra muoái noäi phöùc (Pb, Hg, Cu,…) ñaëc bieät vôùi Cu. • Laø ñôn vò caáu taïo polypeptid, protein Khi ñun soâi aa vôùi moät löôïng dö Cu(OH)2 vaø CuCO3. thu ñöôïc: • Laø tieàn thaân caùc hchaát coù vai troø sinh hoïc quan troïng (hormon, vitamin, base purin, pyrimidin, porphyrin…) • Coù trong nglieäu vaø sphaåm tp ôû daïng töï do vaø/hoaëc lieân keát, • Deã tham gia caùc phaûn öùng hoùa hoïc, • Cung caáp nguoàn N höõu cô cho quaù trình leân men 21 22 Caùc kieåu lieân keát hoaù hoïc ACID AMIN Caùc kieåu lieân keát hoaù hoïc ACID AMIN 1. Lieân keát peptid Acid amin (1) Goác –COOH cuûa aa naøy seõ keát hôïp vôùi goác α-NH2 cuûa aa khaùc, Pepton (2-3) loaïi ñi moät phaân töû nöôùc Peptid (10) • Maïch chính: gioáng nhau, H2O quyeát ñònh ñoä daøi maïch polypeptid • Maïch nhaùnh: chöùa goác R, laø nhöõng nhoùm hoaït hoùa, Lieân keát peptid öa nöôùc hay kî nöôùc 400 KJ/mol • Ñaàu amino: ñaàu traùi, theå hieän nhoùm NH2 • Ñaàu carboxyl: ñaàu phaûi, theå hieän nhoùm COOH 23 24
Caùc kieåu lieân keát hoaù hoïc ACID AMIN 2. Lieân keát thöù caáp Lieân keát Disulphua (caàu–S-S-): Lieân keát ñoàng hoùa trò Raát beàn vöõng (~300KJ/mol) Lieân keát ion ( lieân keát muoái) Lieân keát tónh ñieän, OH-, NH3+ , COO- Khaù beàn (~160KJ/mol) Lieân keát Hydro: Lieân keát yeáu, khoâng beàn (~ 8-12KJ/mol) Soá löôïng lieân keát raát lôùn Lieân keát kî nöôùc (Lieân keát Val der Waals) Giöõa caùc nhoùm kî nöôùc ( -CH3, -C2H5 , -C6H5) Khoâng beàn (~ 4-8KJ/mol) 25 26 Ñònh nghóa PEPTIDS Tính chaát PEPTIDS 1. Tính phaân ly löôõng cöïc Peptids laø chuoãi aa lieân keát vôùi nhau baèng lieân keát peptide Lieân keát peptide raát beàn (>400KJ/mol) Phuï thuoäc vaøo caùc acid amin thaønh phaàn Phaân loaïi: theo soá acid amin coù trong chuoãi peptide Ñieåm ñaúng ñieän cuûa moät soá peptid 2 acid amin n=2 dipeptide soá lieân keát peptide = 1 Peptid pI Peptid pI Peptid pI 3 acid amin n=3 tripeptide soá lieân keát peptide = 2 Gly-Gly 5,65 Asp-Gly 3,31 Lys-Lys 10,53 Gly-Gly-Gly 5,59 Asp-Asp 3,04 Lys-Lys-Lys 10,93 4 acid amin n=4 tetrapeptide soá lieân keát peptide = 3 Ala-Ala 5,72 Lys-Ala 9,16 Lys-Glu 6,10 Gly-Asp 3,63 Ala-Lys-Ala 8,98 His-His 7,30 m acid amin m ≤ 10 oligopeptide soá lieân keát peptide = m-1 n acid amin n > 10 polypeptide soá lieân keát peptide = n -1 27 28
Tính chaát PEPTIDS Tính chaát PEPTIDS 2. Tính caûm quan Ngöôõng nhaän caûm caùc peptide taïo vò maën [mmol/l] Ña soá peptide coù vò ñaéng Peptide NNC Peptide NNC Orn-ββAla-HCl 1,25 Orn-Tau-HCl 3,68 Tröôøng hôïp ñaëc bieät: vò ngoït (Aspartame, Neutrosweet) Orn-γγAbu-HCl 1,40 Lys-Tau-HCl 5,18 vò maën (ornithine, taurine,…) NaCl 3,12 Caùc peptide coù vò ngoït Ngöôõng nhaän caûm caùc peptide taïo vò ñaéng [mmol/l] Peptide NNC Peptide NNC Peptide NNC Gly-Leu 19 – 23 D-Leu-D-Leu 5–6 Val-Ala 65 – 75 Gly-D-Leu 20 – 23 Ala-Leu 18 – 22 Phe-Gly 16 – 18 Gly-Phe 15 – 17 Leu-Ala 18 – 21 Gly-Phe 15 – 17 Gly-D-Phe 15 – 17 Gly-Leu 19 – 23 Phe-Gly-Phe-Gly 1,0 – 1,5 Leu-Leu 4–5 Leu-Gly 18 – 21 Phe-Gly-Gly-Phe 1,0 – 1,5 Leu-D-Leu 5–6 Ala-Val 60 – 80 αL-aspartyl-L-phenylalanine methyl ester L-aminomalonyl-L-phenylalanine Aspartame / Nutrasweet methyl ester 29 30 Caùc loaïi peptids thöôøng gaëp PEPTIDS Caáu truùc phaân töû PROTEIN Peptids Cấu tạo Phân bố Chức năng Protein laø chuoãi polypeptide chöùa hôn 100 acid amin Glutathione Peptide nội bào, Có trong tất cả cơ Tham gia quá trình oxy hóa khử của tbào, Lieân keát chuû yeáu laø lieân keát peptide thể sống (DV, TV, VSV) Coenzyme của E glyoxalase Caùc protein khaùc nhau do : - Soá löôïng caùc a.a Ophatalmic Peptide đối kháng - Thöù töï caùc a.a với glutathione, kìm hãm các phản ứng có glutathione làm chất kích thích 1. Caáu truùc baäc 1 Carnosine, Là peptide của β-alanine, có trong dịch duy trì tính đệm của Anserine, chiết thịt, nước, dịch cơ, xúc tiến Caáu truùc: chuoãi polypeptide, maïch Balenine bắp thịt động phân giải glucid vật, trong bắp thịt, tham thaúng khoâng phaân nhaùnh gia vào việc trao đổi Lieân keát : peptid năng lượng. Oxytosine Là peptide ở có tác dụng trong sự Ñaëc ñieåm: keùm oån ñònh veà naêng löôïng và não, co cơ và điều chỉnh khoâng toàn taïi trong töï nhieân Vasopresin cân bằng nước ở e 31 thận. 32
Caáu truùc phaân töû PROTEIN Caáu truùc phaân töû PROTEIN 2. Caáu truùc baäc 2 2. Caáu truùc baäc 2 Nguyeân nhaân: coù C baát ñoái Caáu truùc gaáp neáp β: giöõa caùc sôïi pp khaùc nhau hay treân moät sôïi pp coù voøng uoán β OÅn ñònh caáu truùc: lieân keát hydro giöõa nhoùm OH cuûa aa naøy vôùi lieân keát hydro vuoâng goùc vôùi truïc phaân töû nhoùm NH cuûa aa thöù tö tieáp theo, soá löôïng lkeát hydro raát lôùn, Caáu truùc xoaén α: 3,6 goác a.a taïo moät voøng xoaén, lkeát hydro Ñaëc ñieåm: protein daïng sôïi (xoaén alpha) / taám (gaáp neáp beta) song song vôùi truïc phaân töû khoâng tan trong nöôùc 33 34 Caáu truùc phaân töû PROTEIN Caáu truùc phaân töû PROTEIN 3. Caáu truùc baäc 3 4. Caáu truùc baäc 4 Caáu truùc: cuoän troøn, hình thaønh caùc lieân keát thöù caáp khaùc Caáu truùc: caùc tieåu caàu baäc 3 keát hôïp laïi (subunit) Thöôøng coù 2 – 6 tieåu caàu trong 1 caáu truùc baäc 4 Caùc loaïi lieân keát: disulfur, ion, hydro, Van Dervals OÅn ñònh caáu truùc baäc 3: lieân keát disulfur Lieân keát giöõa caùc tieåu caàu: Hydro, Van Dervals, ion Ñaëc ñieåm: Daïng caàu, taâm chöùa aa kî nöôùc, beà maët coù aa öa nöôùc Ñaëc ñieåm: tan toát trong nöôùc Ñoä hoøa tan toát, nhôø caùc goác öa nöôùc treân beà maët coù hoaït tính sinh hoïc (enzym, vaän chuyeån Oxy,…) 35 36
Caáu truùc phaân töû PROTEIN Phaân loaïi theo thaønh phaàn hoaù hoïc PROTEIN Protein ñôn giaûn: chæ coù a.a (homoprotein) chia nhoùm theo khaû naêng hoøa tan Protein Tan trong Khoâng tan trong M Albumin nöôùc 45000 – 65000 Globulin muoái loaõng nöôùc, acid loaõng 100000 – 30000 4-10% Prolamin ethanol nöôùc vaø muoái loaõng 26000 – 40000 70 – 80% Glutelin kieàm loaõng 50000 – vaøi trieäu D 0,2 – 2% Protamin nöôùc dd NH3 8000 – 10000; chöùa 60 – 80 % Arg Histon nöôùc dd NH3 8000 – 10000; coù trong nhaân teá baøo 37 38 PROTEIN PROTEIN Phaân loaïi theo thaønh phaàn hoaù hoïc Nhoùm protein Ñaëc tính Dung moâi Phaân boá Albumin Daïng caàu Nöôùc Loøng traéng tröùng, MLT=45000 Deã bieán tính nhieät huyeát thanh, 2. Protein phöùc taïp Ngoaøi a.a coøn coù caùc nhoùm ngoaïi MHT=65000 Deã keát tuûa baèng lecosin (luùa mì), (NH4)2SO4 baõo hoøa legumelin(ñnaønh) Globulin M = 100000 – 300000 Dd muoái loaõng Eudestin (hboâng) Protein Nhoùm ngoaïi Phaân boá NaCl,KCl 4-10% Glysin (ñ.naønh) Nucleoprotein Acid nucleic – a.a kieàm Nhaân vaø ribosome Archin (ñphoäng) Huyeát thanh Glucoprotein Glucid – lk ñoàng htrò Moâ lieân keát, maùu, hoocmon Prolamin M = 26000 – 40000 Ethanol 70-80% Gliadin (l.mì) Hordein (ñ maïch) Lipoprotein Lipid Huyeát töông, maøng tbaøo, söõa Zein (baép) Phosphoprotein Phosphoric - lk ester Söõa, tröùng,… Glutelin M töø 50000 ñeán vaøi Kieàm, acid Glutelin (luùa mì), vôùi -OH cuûa Ser, Thr trieäu danton loaõng (0,2 – 2%) Orizenin (luùagaïo) Metaloprotein Kim loaïi Hemoglobin, enzym, … Protamin M = 8000–10000 Nöôùc vaø caùc loaïi Nhaân teá baøo Cromoprotein Nhoùm phöùc maøu Rodopsin, Flavon,… Tính kieàm maïnh do khaùc Phaán hoa chöùa 60 – 80% Arg Tinh dòch caù Histon Protein kieàm nt Nhaân teá baøo 39 40
PROTEIN PROTEIN Phaân loaïi theo giaù trò dinh döôõng Protein Phi protein Ñaëc ñieåm Toàn taïi Nucleoprotein Acid nucleic Gaén vaøo caùc a.a kieàm Nhaân vaø ribosom Mucoprotein Glucid vaø Glycoprotein: lkeátPro- Moâ lieân keát, maùu, moät soá acid Glu - lkeát ñoàng hoùa trò hormon 1. Protein hoaøn haûo: ñuû a.a khoâng thay theá, Mucoid(muxin): lieân Nöôùc mieáng tyû leä thích hôïp (tröùng, söõa) keát P-Glucid laø lieân keát ion Lipoprotein Lipid: Vaän chuyeån lipid huyeát töông, maøng 2. Protein khoâng hoaøn haûo: Khoâng ñuû a.a khoâng thay theá triglyceride tbaøo, hdieäp luïc, oùc, rau traùi, Lysine (nguõ coác); phosphatid söõa,… Met (ñaäu); Try (baép) Phosphoprotein Acid Lkeát ester vôùi -OH cuûa Casein (söõa), Vitelin, phosphoric Ser hay Thr vitelinin, photvitin 3. Protein keùm hoaøn haûo: ñuû a.a khoâng thay theá (tröùng) tyû leä khoâng thích hôïp Metalo-protein Kloaïi: Fe, Vchuyeån, döï tröõ kim Hemoglobin Mg, Cu, Zn, loaïi; Coenzym Cromo-protein Chaát maøu quang hôïp, h haáp, Hemoglobin (ñoû) phöùng oxyhoùa khöû Rodopsin (vaøng, n. ngoaïi caroten) 41 42 Tính chaát vaät lyù PROTEIN Tính chaát vaät lyù PROTEIN Khoái löôïng phaân töû 100 – 500 acid amin Hình daïng M = 17000 – 68000 Protein M Protein M Caàu : truïc nhoû / truïc lôùn = 4,5 – 20; Citocrom C 11.600 Hemoglobin 64.500 protein chöùc naêng; Ribonuclea 12.700 Albumin huyeát thanh 69.000 deã tan trong nöôùc Liozim 14.400 Hexokinase 96.000 Sôïi: daøi / roäng = haøng traêm, haøng nghìn; Mioglobin 17.800 Lactatdehydrogenase 150.000 khoâng tan trong nöôùc (keratin, fibroin,…) Tripsine 24.000 Catalase 250.000 Trung gian: kích thöôùc trung bình Bromelin 25.000 Urease 483.000 Pepsine 36.000 Miozin 620.000 Albumin tröùng 44.000 Virus thuoác laù 40.590.000 43 44
Tính chaát vaät lyù PROTEIN Tính chaát vaät lyù PROTEIN Tính khueách taùn Khueách taùn chaäm Tính chaát quang hoïc Khoâng ñi qua maøng thaåm tích ñöôïc ÖÙng duïng: tinh saïch protein Khuùc xaï aùnh saùng: Chæ soá khuùc xaï = chieát suaát (n protein/dd) Chieát suaát ddprotein > chieát suaát cuûa nöôùc Ñoä taêng chieát suaát rieâng = chieát suaát dd 1% protein - chieát suaát nöôùc Haáp thu aùnh saùng: 180 – 220 nm: vuøng haáp thu cuûa caùc lieân keát peptide 250 – 300 nm: vuøng haáp thu caùc a.a voøng thôm Vuøng hoàng ngoaïi: do coù nhoùm –OH; -CO; phaûi loaïi nöôùc tröôùc khi ño ñoä haáp thu cuûa protein ôû vuøng naøy 45 46 Tính chaát hoaù lyù PROTEIN PROTEIN 5. Tính ñieän ly löôõng cöïc Phaûn öùng thuûy phaân protein Giaù trò cuûa pI phuï thuoäc vaøo goác R cuûa caùc a.a thaønh phaàn Thuûy phaân lieân keát peptid Taïi pI, ñoä hoøa tan cuûa protein ôû cöïc tieåu R1-CO-NH-R2 + H2O → R1-COOH + NH2-R2 Protein → Polypeptids → Peptids → Peptone → Acid amin Protein pI Protein pI Pepxin 1.0 Tripxin 10.5 Gelatin 4.9 Citocrom 10.6 Albumin tröùng 4.6 Prolamin 12.0 Ñieàu kieän thuûy phaân: nhieät ñoä, pH, xuùc taùc Alb.huyeát thanh 4.9 Hemoglobin 6.8 Xuùc taùc: H+; OH- (70-80oC); enzym protease (50-60oC) Cazein 4.7 Ribonuclease 7.8 Protease: bromelin, papain, neutrase, pepsine, tripsine, … Globulin 5.2 Söû duïng keát hôïp H+ - enzym hay OH- - enzym 47 48
PROTEIN Tính chaát coâng ngheä PROTEIN Các phản ứng phân tích Lớp vỏ nước (hydration layer) Phaûn öùng Biure Hình thành trên bề mặt hợp chất cao phân tử (protein, tinh bột,...) do quá trình hydrate hóa Töø 2 Lk peptide trôû leân môùi coù phaûn öùng naøy Nước – lk hydro – nhóm chức ưa nước trên bề mặt, tạo thành Taïo phöùc tím hoàng vôùi CuSO4 trong moâi tröôøng kieàm một lớp vỏ hydrat dày 3A Cöïc ñaïi haáp thu taïi 540 nm Lớp vỏ nước quyết định khả năng trương nở, hòa tan, kết tủa Nguyên nhân làm mất lớp vỏ nước: chất điện ly, dung môi (có khả năng hydrate hóa nước mạnh hơn) Phaûn öùng Lorry Thuoác thöû Lorry chöùa Li2SO4 vaø molipdat Na Taùc duïng vôùi caùc a.a coù voøng thôm, haáp thu cöïc ñaïi ôû 750 nm Ñoä nhaïy cao, taïo phöùc maøu xanh luïc 49 50 Tính chaát coâng ngheä PROTEIN Tính chaát coâng ngheä PROTEIN 2. Tính hoøa tan keát tuûa 1. Tính hydrat hoùa Khaû naêng keát hôïp vôùi nöôùc (lieân keát hydro) – ñaùnh giaù baèng Söï hoøa tan soá löôïng lieân keát hydro taïo thaønh Protein daïng caàu - voû hydrat hoaøn toaøn, Protein sôïi: lôùp voû hydrate khoâng hoaøn toaøn – khoâng hoøa tan, Caùc ptöû protein tröôït vaø phaân taùn trong nöôùc – hoøa tan chæ tröông nôû. Protein caàu: lôùp voû hydrate hoaøn toaøn – hoøa tan Söï keát tuûa Lôùp voû hydrate bò phaù vôõ (pH, muoái, dung moâi,…) Caùc sôïi protein laïi keát dính vôùi nhau (baèng lk thöù caáp) – keát tuûa 51 52
Tính chaát coâng ngheä PROTEIN Tính chaát coâng ngheä PROTEIN 2. Tính hoøa tan keát tuûa 3. Söï bieán tính Yeáu toá aûnh höôûng ñeán tính hoøa tan – keát tuûa cuûa protein Bieán tính laø söï thay ñoåi caáu truùc khoâng gian cuûa protein [1] pH : taïi pI, tính tan cuûa protein thaáp nhaát döôùi taùc ñoäng cuûa moâi tröôøng, daãn ñeán söï thay ñoåi caùc tính chaát ban ñaàu cuûa protein [2] Nhieät ñoä: nhieät ñoä > nhieät ñoä bieán tính Caáu truùc baäc 2,3,4 thay ñoåi; caáu truùc baäc 1 khoâng ñoåi [3] Dung moâi: haèng soá ñieän moâi Dung moâi laøm taêng/giaûm hsñm cuûa dd thì ñoä tan taêng/giaûm Bieán tính thuaän nghòch – Bieán tính khoâng thuaän nghòch Nguyeân nhaân: dmoâi haùo nöôùc, phaù vôõ lôùp voû hydrat [4] Muoái trung tính: Ñieåm muoái tích: ñoä hoaø tan cuûa protein thaáp nhaát Tính chaát protein sau khi bieán tính (NH4)2SO4 > MgCl2 > NH4Cl > NaCl > KCl Ñoä hoøa tan giaûm, maát khaû naêng hydrat hoùa, maát hoaït tính sinh hoïc, deã bò thuûy phaân hôn 53 54 Tính chaát coâng ngheä PROTEIN Tính chaát coâng ngheä PROTEIN 3. Söï bieán tính 4. Khaû naêng taïo gel Caùc taùc nhaân gaây bieán tính: [1] Muoái kim loaïi: Na, K < Mg < Cu, Fe,.. Caáu truùc maïng gel protein [2] pH: khoaûng pH bieán tính thuaän nghòch Caáu truùc sôïi (bieán tính) duoãi daøi, lieân keát vôùi nhau tai caùc nuùt maïng [3] Hôïp chaát höõu cô: ure, guanidine, chaát hoaït ñoäng beà maët phaù (hydro, kî nöôùc, ion, disulfure), taïo thaønh khoái roãng coù khaû naêng huyû lieân keát Hydro; caùc chaát khöû phaù huûy lieân keát disulfur giöõ nöôùc vaø caùc chaát khaùc (lk hydro) [4] Nhieät ñoä: taêng 10 0C thì toác ñoä bieán tính taêng 600 laàn Bieán tính do nhieät ñoä cao, : > 60 0C Ñieàu kieän taïo gel: Bieán tính do nhieät ñoä thaáp Bieán tính baèng nhieät ñoä: taêng hoaëc giaûm nhieät ñoä (taêng lk hydro) [5] Böùc xaï: tia böùc xaï γ, α, UV, sieâu aâm (disulfur, lkeát ion) Acid hoùa, kieàm hoùa: ñeå gel chaéc hôn (taêng lk ion, ñoàng hoùa trò) [6] Cô hoïc: nhaøo, troän, caùn, ñaùnh, nhai Boå sung caùc chaát ñoàng taïo gel: polysaccharide, thay ñoåi tính chaát caáu truùc cuûa khoái gel 55 56
Tính chaát coâng ngheä PROTEIN Tính chaát coâng ngheä PROTEIN 4. Khaû naêng taïo gel 5. Khaû naêng taïo maøng Tính chaát gel protein: deûo, dai, ñaøn hoài Maøng: protein bieán tính duoãi maïch, taïo lieân keát treân maët phaúng Thay ñoåi tính chaát gel baèng chaát ñoàng taïo gel ÖÙng duïng: maøng boït – khí (kk, CO2) ñöôïc bao trong moät lôùp Taêng dai: polyphosphate (tari K7), protein nguoàn khaùc maøng protein bieán tính (khoâng tan) – beàn boït (kem, boït bia, Giaûm dai: polysaccharide, ñöôøng baùnh mì,…) 6. Khaû naêng taïo sôïi Sôïi: protein bieán tính, duoãi maïch, taïo lieân keát ngang doïc theo chieàu daøi sôïi pp Taêng ñoä beàn sôïi protein: [1] ñieåm ñaúng ñieän pI [2] boå sung polysaccharide aùi nöôùc ñeå taêng soá lk hydro ÖÙng duïng: giaû thòt (surimi, thöïc phaåm chay) 57 58 Tính chaát coâng ngheä PROTEIN Tính chaát coâng ngheä PROTEIN 7. Khaû naêng haáp phuï 8. Khaû naêng taïo nhuõ Söï haáp phu Heä nhuõ töông •Hai chaát loûng khoâng hoøa tan vaøo nhau: daàu/nöôùc – nöôùc/daàu Chaát khí hay loûng bò giöõ laïi treân beà maët nhôø löïc mao quaûn vaø caùc nhoùm chöùc coù theå taïo lieân keát (ky nöôùc, hydro, ion) •Nhuõ töông beàn khi caùc haït pha phaân taùn toát vaø khoâng nhaäp laïi vôùi nhau thaønh nhöõng gioït lôùn taùch ra. •Taïo nhuõ beàn: -Boå sung chaát hoaït ñoäng beà maët; - Theâm caùc chaát Khaû naêng haáp phuï cuûa protein cao phaân töû coù khaû naêng hoøa tan trong pha lieân tuïc ñeå taïo ñoä Polymer sinh hoïc, caáu truùc khoâng gian neân beà maët phaân töû nhôùt cao. roäng, coù nhöõng loã hoång hay mao quaûn Caùc nhoùm R cuûa acid amin coù theå taïo lieân keát vôùi moät soá chaát Khaû naêng taïo nhuõ beàn cuûa protein • Polymer sinh hoïc, coù theå phaân taùn trong pha nöôùc, taêng ñoä nhôùt • Caùc nhoùm R cuûa acid amin coù nhoùm öa nöôùc nhoùm kî nöôùc ÖÙng duïng: ñònh höông ÖÙng duïng: taïo saûn phaåm daïng nhuõ (xuùc xích) 59 60
Tinh saïch protein PROTEIN PROTEIN Tinh saïch protein Nhöõng ñieàu caàn chuù yù khi taùch vaø tinh cheá protein 2. Phöông phaùp taùch hoãn hôïp protein Luoân giöõ nhieät ñoä thaáp (~100C) Traùnh pH quaù cao hay quaù thaáp Khoái löôïng phaân töû: laéng, ly taâm sieâu toác Phaûi tieán haønh nhanh khi söû duïng caùc dung moâi höõu cô Tính hoøa tan: ñieàu khieån baèbg dung moâi, muoái,… Neáu thu nhaän protein thöôøng, phaûi voâ hoaït enzym traùnh phaûn öùng thuûy phaân. Haáp phuï : saéc kyù coät, HPLC, saéc kyù ñieän di 1. Phaù huûy teá baøo vaø ruùt chieát protein 3. Protein concentrate vaø isolate Cô hoïc : nghieàn vôùi caùt, maùy nghieàn, ñoâng laïnh, Protein concentrate chöùa 65% protein, moät laàn taùch protein Hoaù hoïc : acetone, ethylic, glycerine, Hoaù lyù : thaåm thaáu khueách taùn, thaåm tích,… Protein isolate chöùa 90% protein, qua hai laàn taùch protein Sinh hoïc : enzym celullase 61 62 PROTEIN Ñaäu naønh Ñaäu naønh Xay boät Xay boät Taùch beùo Taùch beùo Chænh pH=10 Chænh pI=4,6 Soya Protein Concentrate Loïc baõ Baõ Loïc Thành phần Chænh pI=4,6 1) Protein > 69% Saáy 2) Fat < 1% Loïc 90 - 91% Protein 3) Cellulose < 5% 4) Tro < 6% Saáy P. Conc 5) Ẩm < 8% P. isolate 63 64
Bieán ñoåi protein trong CNCBTP PROTEIN PROTEIN Bieán ñoåi protein trong CNCBTP Söï bieán tính trong cheá bieán Taïo traïng thaùi caáu truùc xoáp, ñaøn hoài (baùnh mì, boâng lan) Söï bieán tính trong baûo quaûn Caáu truùc gel (keïo deûo, yaourt, phomai, thòt ñoâng) Laøm giaûm khaû naêng hoaø tan Beàn boït (bia, kem) Daïng nhuõ töông (xuùc xích) Maát khaû naêng taïo gel Gaây ñoâng tuï khoâng mong muoán Maát taùc duïng sinh hoïc khi baûo quaûn SP (Boät mì, boät tröùng, caùc cheá phaåm enzym,…) Söï thuûy phaân trong baûo quaûn • Taïo ra caùc loaïi peptide gaây vò ñaéng cho saûn phaåm • Giaûm ñoä nhôùt, taùch lôùp, vöõa 65 66 Bieán ñoåi protein trong CNCBTP PROTEIN Söï oxy hoùa acid amin Söï thuûy phaân trong cheá bieán Saûn phaåm tp hoaøn toaøn (nöôùc maém, nöôùc töông, maji) Saûn phaåm tp khoâng hoaøn toaøn (töông baàn, chao, maém) Taùc haïi Taïo ra muøi oâi thoái cuûa saûn phaåm hö hoûng Giaûm giaù trò dinh döôõng Tích luõy ñoäc toá 67 68
Bieán ñoåi protein trong CNCBTP PROTEIN Chöùc naêng sinh hoïc PROTEIN Xuùc taùc: caùc phaûn öùng hoùa sinh hoïc ñeàu do enzyme xuùc taùc. Phaûn öùng Maillard Vaän chuyeån: hemoglobin, mioglobin • Phản ứng giữa acid amin và đường trong điều kiện nhiệt độ (nướng, chiên, rang) Ñieàu hoøa: hormone ñieàu hoøa quaù trình trao ñoåi chaát, vd insulin • Tạo ra mùi bánh nướng, màu nâu vàng, vị đắng Vaän ñoäng: collagen, miozin, actin, troponiozin vaø troponin Kieán taïo – choáng ñôõ cô hoïc: colagen, elastin, fibroin Ứng dụng Truyeàn xung thaàn kinh: rodopxin ôû maøng löôùi maét Tạo màu, mùi, hương vị cho các sản phẩm bánh (mì, biscuit, Baûo veä: Caùc khaùng theå bông lan), bia (hoa hopblon) Döï tröõ dinh döôõng: cung caáp caùc aa cho phoâi phaùt trieån ovalbumin trong loøng traéng tröùng Tác hại gliadin trong haït luùa mì Tạo màu, mùi vị không phù hợp (sấy, cô đặc, nướng) zein cuûa ngo Tăng nguy cơ tạo độc tố cho sản phẩm (khét) feritin döï tröõ saét trong gan 69 70