Bài giảng Protein, Acid amin trong dinh dưỡng, sức khỏe và sức sản xuất của động vật - PGS.TS.Dương Thanh Liêm

Chia sẻ: Lavie Lavie | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:170

Thêm vào BST

Báo xấu

253
lượt xem 36
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Protein, Acid amin trong dinh dưỡng, sức khỏe và sức sản xuất của động vật do PGS.TS.Dương Thanh Liêm biên soạn cung cấp cho các bạn những kiến thức về các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng protein; sự tiêu hóa hấp thu protein, acid amin; các yếu tố có ảnh hưởng đến sự tiêu hóa hấp thu protein và acid amin và một số nội dung khác.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Protein, Acid amin trong dinh dưỡng, sức khỏe và sức sản xuất của động vật - PGS.TS.Dương Thanh Liêm

Protein, Acid amin trong dinh dưỡng, sức khỏe và sức sản xuất của động vật. PGS.TS.Dương Thanh Liêm Bộ môn Dinh dưỡng động vật Khoa Chăn nuôi động vật Trường Đại học Nông Lâm
Hê thô ̣ ́ ng phân loai Protein ̣ 1. Phân loại dựa theo phân tích hó a hoc: ̣ 1.1. Protein thô 1.1. Chất chứa N không protein: NPN 1.2. Protein thuần 2. Phân loại dựa theo cấu trúc hóa học: 2.1. Protein đơn giản. 2.2. Protein phức tạp. 3. Phân loại dựa theo giá trị sinh vật học: 3.1. Protein không hoàn toàn. 3.2. Protein bán hoàn toàn. 3.3. Protein hoàn toàn. 3.4. Protein lý tưởng (Ideal protein)
Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng protein: I. Thành phần các acid amin tiêu hóa trong protein Chất lượng protein thể hiện qua hai chỉ tiêu: - Tỷ lệ tiêu hóa hấp thu cao hay thấp? - Tỷ lệ giữa các acid amin thiết yếu trong protein so với nhu cầu? Acid amin thiết yếu A. amin thiết yếu trên heo A. amin thiết yếu trên GC: trên người: và trên các loài cá: 1. Arginin 1. Histidine 1. Arginine 2. Glycin 2. Isoleucine 2. Histidine 3. Histidine 3. Leucine 3. Isoleucine 4. Isoleucine 4. Lysine (tiêu điểm) 4. Leucine 5. Leucine 5. Methionine 5. Lysine (tiêu điểm) 6. Lysine (tiêu điểm) 6. Phenylalanine 6. Methionine 7. Methionine 7. Threonine 7. Phenylalanine 8. Phenylalanine 8. Tryptophan 8. Threonine 9. Prolin 9. Valine (chuột) 9. Tryptophan 10. Threonine 10. Valine 11. Tryptophan 12. Valine
Protein và cá c yế u tố anh h ̉ ưởng lên chấ t lượng protein
Ảnh hưởng của môi trường chế biế n lên chất lượng protein • Môi trường có thể làm thay đổi sâu sắc chất lượng của protein, nhấ t là protein chứ c năng (protein enzyme, protein kháng thể...) • Phản ứng làm suy giảm chất lượng protein trong môi trường chế biến hoặc tồn trử có thể gây ra những thay đổi không mong muốn làm giảm chất lượng protein: – Tổn thất chức năng sinh học: Immunoprotein enzymeprotein. – Tổn thất chất lượng về acid amin trong protein, phản ứng Maillard làm hư hại gốc amin tự do trong protein. – Tăng nguy cơ độc tính do sự phân giải protein ra một số acid amin và biến đổi thành các amin độc hại. – Thay đổi mùi, vị của thức ăn làm cho protein trở nên khó tiêu, kém hấp dẫn, giảm tính ngon miệng với thức ăn.
Yếu tố vật lý, hóa học môi trường làm thay đổi cấu trúc hóa học của protein trong quá trình chế biến TĂ ① Nhiệt độ thay đổi vị trí hình học phẳng của các acid amin trong chuổi. Nhữ ng acid amin dễ bi h ̣ ư hai nh ̣ ư: Lysine, Arginine, Cystine, Threonine, Serine, và Cysteine. Trong đo Arginine, Cystine, Threonine, Serine, và Cysteine ́ Lysine, Threonine, Methionine r Methionine ất nhạy cảm với nhiệt độ và các tia xạ. ② Môi trườ ng kiề m là m cho Glutamine và Asparagine dễ bị khử nhóm amin. ③ Môi trường Acid, Tryptophan nhanh chóng b Tryptophan ị hư hỏng; Serine và Threonine cũng bị hư hại nhưng chậm hơn. ④ Tia cực tím làm hư hại Tryptophan, Tyrosine và phenylalanine ⑤ Những sản phẩm của sự oxyhóa lipid, những chất tẩy trắng hay những tác nhân oxyhóa khác trong thức ăn cũng dễ là m hư hong acid amin ch ̉ ứa lưu huỳnh.
Sự hóa nâu không enzyme / PƯ Maillard Phản ứng phổ phổ biến nhất làm hư hỏng protein trong quá trình chế biến là phản ứng Millard – Là phản ứng có ý nghĩa quan trọng trong dinh dưỡng protein (phản ứng gây biến tính protein có ảnh hưởng rất lớn đến chức năng protein) – Phản ứng xảy ra trên căn bản giữa giữa nhóm amin của Lysine với nhóm aldehyd (đường khử, hoặc peroxid trong TĂ) – Sau phản ứng này, lysine trở nên khó tiêu hóa và trở thành lysine vô dụng (unavailable lysine). – Phản ứng Maillard còn tạo liên kết với protein làm cho: • Thay đổi khả năng hòa tan của protein làm cho nó trở nên khó tiêu • Màu sắc protein cũng thay đổi, trở nên sậm màu bởi sự
Phản ứng Millard giữa protein với nhóm aldehyd của đường khử làm hư hại lysine, tổn hại đến quá trình tiêu hóa protein Đường khử. R – CHO + H2N – R – Polypeptid Aldehyd R – CH = N – R – Polypeptid làm biến đổi màu protein Peroxid Oxygen oxyhóa chất béo
Cá c bướ c phan ̉ ứ ng millard 1. Bướ c khởi đầ u: Nhó m amin tự do cua acid amin liên kê ̉ ́ t vớ i đườ ng khử tao ra DGlucosylamine ̣ CH2OH OH O H C O + H2N R H C NH R' H C N R' NH2 OH R R R HO D-Glucose OH +H O 2 D-Glucosylamine 2. Bước tiếp theo: N-glycoside biến đổi thành dạng keto gọi là ketosamine: H H H C N R C NH R H C NH R H C OH H C OH H C O . . 1-amino-1-deoxyketose http://www.chm.bris.ac.uk/webprojects2002/rakotomalala/maillard.htm
Anh h ̉ ưởng cua s ̉ ự hóa nâu không enzyme PƯ Maillard đế n chấ t lượng protein – Phản ứng hóa nâu xảy ra gây tổn thất về chất lượng dinh dưỡng của proteins, làm mất đi mùi thơm ngon của thực phẩm – Phản ứng Maillard xảy ra chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố: • Sự tồn trử, bảo quản protein lâu ngày trong môi trường có nhiều oxy và các gốc tự do, nhất là các peroxyd cua lipid. ̉ • Sự xử lý protein ở nhiệt đô cao. Ph ̣ ản ứng này xảy ra chậm chạp khi ở nhiệt độ phòng ( 20oC) và tăng lên rất nhanh khi nhiệt độ tăng cao. – Phản ứng này gây tổn thất acid amin thiết yếu, chủ yếu là lysine và một vài acid amin có 2 nhóm amin, những có chứa lưu huỳnh.
Ảnh hưởng của nhiệt lên hiệu quả sử dụng protein PER (Protein Efficiency Ratio) Bánh mì trong khẩu phần PER Casein (đối chứng) 2.50 Bánh mì nguyên 1.02 Vỏ bánh mì 0.42 Ruột bánh mì 1.47 Ruột bánh mì nướng ở nhiệt độ cao 0.90 Bánh mì nướng nhẹ 0.64 Bánh mì nướng trung bình 0.45 Bánh mì nướng sậm đen 0.32 Table: PER of Bread and Toast http://www.pentech.ac.za/clients/biosci/Module5.ppt
Ảnh hưởng của nhiệt khi xử lý đến chất lượng protein – Thực tế lysine và cystine rất nhạy cảm với nhiệt độ cao trong quá trình chế biến. – Lysine và Arginine có nhóm amin tự do rất dễ phản ứng với gốc acid tự do của acid glutamic và aspartic hoặc với các amide đê t ̉ ạo liên kết chéo gây trở ngại cho tiêu hóa hấp thu và có ảnh hưởng xấu đến chức năng của protein enzyme. – Cystine tương đối nhạy cảm với nhiêt đô cao, nó ̣ ̣ biến đổi thành dimethyl sulfide và m dimethyl sulfide ột số dẫn xuất độc hại khác khi xử lý ở nhiệt độ cao khỏang 115°C
Ảnh hưởng của nhiệt đến đến khả năng hòa tan của protein – Khi nhiệt độ lên cao thì làm cho protein biến tính, kết khối làm giảm khả năng hòa tan. Điều này làm cho protein trở nên khó tiêu hóa hấp thu. – Sự biến tính bởi nhiệt độ của protein xảy ra khi mạch nối hydrogen bị hư hỏng qua quá trình gia nhiệt trong chế biến như đun nấu hay rang, chiên, nướng. – Khi gia nhiệt thì cấu trúc bậc 1, 2, 3, 4 của protein sẽ bị thay đôi, protein tr ̉ ở nên khó hòa tan khó tiếp xúc với men tiêu hóa protease, nên khó tiêu hóa.
Ảnh hưởng của nhiệt lên cá c nhó m chứ c năng cua protein ̉ – Nhiệt có thể làm thay đổi các nhóm chức năng trong protein, nhất là protein enzyme, protein kháng thể. Sự tương tác giửa các nhóm chức năng của protein, thường thấy nhất là các nhóm chức năng sau đây: • Sulfhydryl (-SH) • Dislufide (-S-S-) • Tyrosyl – Sự biến đổi này có thể tạo ra một phức chất làm kết tủa protein. Protein kết tủa thì tiêu hóa trở nên khó khăn. – Nhiệt có thể làm tăng tính phân cực của nước, từ đó làm cho khả năng phản ứng với protein tăng lên, làm cho protein dễ biến tính hơn. http://www.pentech.ac.za/clients/biosci/Module5.ppt
Ảnh hưởng của nhiệt lên sự phân hủy protein tao ra ca ̣ ́ c gố c đôc hai ̣ ̣ Sự phân hủy protein bởi nhiệt sẽ gây ra các hậu quả sau đây: – Các gốc tự do sẽ được hình thành khi xử lý protein hoặc lysine ở nhiệt độ 200°C trong 22 phút. – Những gốc tự do này ổn định trong nước và trong dịch tiêu hóa, tie1p tục ác động lên protein. – Hậu quả của sự phân hủy protein ở nhiệt độ cao có thể tạo ra các sản phẩm độc hại cho cơ thể như: • Cá và thịt bò nướng sinh ra chất độc có thể gây đột biến gen. Trong đó 2 chất độc sinh ra do tryptophan b tryptophan ị phân hủy bởi nhiệt, có thê gây đôt biê ̉ ̣ ́ n gen. – Các hợp chất độc hại gen có nguồn gốc từ sự phân hủy protein được hình thành phải có nhiệt độ cao trên 300°C. – Khi nhiệt độ cao trong quá trình rang, chiên, nướng Asparagin trong thức ăn dễ dàng phản ứng với đường khử biến thành chất độc acrylamide. Kết nối với acrylamide – Từ đây cảnh báo nguy cơ ung thư cao cho những người thường hay ăn thịt chiên, nướng ở nhiêt độ cao.
Ảnh hưởng của phản ứng oxyhóa quang học đến các acid amin trong protein. – Sự hư hỏng protein từ sóng ngắn có những đặc tính sau đây: • Độ dài sóng ánh sáng • Cường độ chiếu sáng • Trạng thái phản ứng • Acid amin riêng lẻ bị chiếu sáng dễ bị hư hơn trong cấu trúc protein. – Acid amin chứa lưu huỳnh bị ánh sáng phân hủy nhiều hơn các acid amin aliphatic. Các acid amin chứa lưu huỳnh rất nhạy cảm với ánh sáng. – Những acid amin có nhân thơm bị tác động như là chất nhạy cảm quang học (photosensitizers) trong protein.
Cá c kiêu phan ̉ ̉ ứ ng Oxyhóa quang học Protein – KIỂU THỨ NHẤT: • Chất nhạy cảm quang học bị kích thích bởi ánh sáng có bước sóng thích hợp. • Chất nhạy cảm quang học đã được kích thích oxyhóa ở một phía trên chuổi protein, trở thành gốc tự do. • Tiếp theo là gốc tự do phá hủy acid amin trong protein. – KIỂU THỨ HAI: • Chất nhạy cảm quang học đã bị kích thích sẽ kích hoạt oxygen, phản ứng xảy ra mạnh với oxygen co ́ điên t ̣ ử lẽ (gốc tự do Free Radical). • Oxygen tự do tấn công lipids hoặc phản ứng một phía của chuổi acid amin tao ra nhiê ̣ ̀ u gố c tự do khá c.
Tác động của sự oxyhóa chất béo lên chất lượng protein trong thức ăn – Lipid hydroperoxide gây ra nhiều phản ứng đáng quan tâm với các acid amin tồn tại trong protein – Những phản ứng khác nhau này tất cả đều tích tụ trên chuổi polymer của protein – Sự peroxid lipid tạo ra những gốc tự do tấn công chuổi polymer protein. – Sự tổn thất đáng kể acid amin khi proteins phơi bày trong lipid đã bị peroxide hóa. – Methionine, histidine, cystine và lysine sẽ bị tổn thương nặng nề nhất. Đây là những acid amin có giới hạn trong thức ăn. – Hâu qua cua no ̣ ̉ ̉ ́ là tổn thất đáng kể về khả năng tiêu hóa, giá trị sinh vật hoc c ̣ ủa proteins sau khi nó bị oxyhóa.
Tác động của sự oxyhóa chất béo lên chất lượng protein trong thức ăn – Sự chuyển hóa đáng kể của methionine thành methionine – sulfoxide khi lipid đang b methionine – sulfoxide ị oxyhóa. – Sự tổn thất methionine trong casein biểu hiện bằng sự oxyhóa tự động methyllinoleate trong mô hình thí nghiệm. – Phản ứng biến thành màu nâu có thể quan sát được trong mô hình phản ứng. – Malonaldehyde là chất trung gian trong quá trình phân hủy lipid. Malonaldehyde phản ứng với collagen, lysine và tyrosine làm hư hỏng những acid amin cơ bản trong cấu trúc protein.
Tác động của sự oxyhóa chất béo lên chất lượng protein trong thức ăn • Khi quá trình oxyhóa lipid ở giai đoạn hình hành peroxide tối đa sẽ gây ra những tổn thất như sau: – Tổn thất lysine xuất hiện ngay khi quá trình oxyhóa chất béo bắt đầu tạo ra peroxide. – Peroxide trong môi trường chứa protein sẽ gây ra biến đổi cấu trúc có ý nghĩa đối với protein. – Sự oxyhóa lipid sẽ gây ra ảnh hưởng bất lợi cho: • Khả năng hòa tan của protein • Sự hoạt động của enzyme. • Sự hư hại về chất lượng dinh dưỡng của protein