1
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ ĐIỆN HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM, NÔNG NGHIỆP
HOÁ SINH THỰC PHẨM
(Lưu hành nội bộ)
Hà Nội, năm 2024
GIÁO TRÌNH
2
Hóa sinh là hóa học của tế bào sống sử dụng các quy luật cơ bản của hóa học, sinh học
và vật lý để giải thích các quá trình.
Vì sao phải học hóa sinh và hóa sinh công nghiệp.
- Giúp ta hiểu được bản chất của sự sống và của các quá trình sống.
- Hiểu được các vấn đề ở trong các lĩnh vực y dược, sức khỏe và dinh dưỡng
- Nhằm mang những kiến thức đó vào ứng dụng trong các ngành công nghiệp đặc biệt trong
công nghiệp thực phẩm, công nghệ sinh học; các nguyên liệu chính trong sản xuất thực phẩm
đều có nguồn gốc từ sinh vật, mỗi nguyên liệu đều chứa các hợp phần của tế bào (như protein,
gluxit, lipit…), đặc biệt là các enzim. Do đó, các phản ứng hóa học xảy ra trong nguyên liệu
cũng như trong quá trình sản xuất chế biến, thực chất là những phản ứng enzim. Do phản ứng
enzym mà chất lượng các nguyên liệu trong quá trình bảo quản và cất giữ có thể bị tổn thất,
giảm sút và cũng nhờ phản ứng enzym mà tôn tạo ra được trạng thái, kết cấu và hương vị đặc
thù cho các sản phẩm. Các biện pháp công nghệ trong sản xuất thực phẩm hoặc là tìm cách kìm
hãm hoặc là tạo điều kiện để chúng hoạt động ở các mức độ khác nhau.
Nội dung chính của môn học gồm
- Cấu trúc hóa học, tính chất vai trò chức năng của các hợp phần cơ bản bao gồm:
Protein, gluxit, lipit, enzim, vitamin, các chất màu, chất thơm.
- Các quá trình chuyển hóa của các hợp phần đó ở trong tự nhiên cũng như trong các
quá trình công nghệ.
- Cấu tạo, tính chất của enzym. Các phản ứng enzym có mối quan hệ đến cấu trúc,
trạng thái, màu sắc và chất lượng của sản phẩm.
3
CHƯƠNG 1
PROTEIN
1. VAI TRÒ VÀ GIÁ TRỊ CỦA PROTEIN TRONG DINH DƯỠNG VÀ TRONG CÔNG
NGHỆ THỰC PHẨM
1.1. Vai trò sinh học của protein
Protein là thành phần không thể thiếu được của tất cả các cơ thể sống. Protein là nền
tảng về cấu trúc và chức năng của cơ thể sinh vật.
a. Xúc tác, vận chuyển: Protein có chức năng xúc tác cho các phản ứng enzym từ đơn
giản đến phức tạp
Ví dụ: phản ứng hydrat hóa, phản ứng khử nhóm cacboxyl, sao chép mã di truyền…..
Một số protein có vai trò, vận tải, vận chuyển các chất trong cơ thể
Ví dụ: hemoglobin, mioglobin (ở động vật có xương sống), hemoxiamin (ở động vật
không xương sống) kết hợp với oxy rồi tải oxy đến khắp các mô và cơ quan trong cơ thể
b. Chuyển động, bảo vệ
-Protein trực tiếp tham gia trong quá trình chuyển động như co cơ, chuyển vị trí của
nhiễm sắc thể trong quá trình phân bào.
Ví dụ: Sự co cơ ở động vật có xương sống được thực hiện nhờ sự trượt trên nhau của 2 loại
sợi protein là miozin và sợi actin.
- Các kháng thể trong máu động vật có xương sống là protein đặc biệt có khả năng
nhận biết và bắt chất lạ xâm nhập vào cơ thể như protein lạ, vi rut, vi khuẩn, tế bào lạ.Ở đây ví
protein như là lính gác nhận biết vật lạ để loại chúng ra khỏi cơ thể.
- Protein tham gia quá trình đông máu có tác dụng bảo vệ cho cơ thể khỏi bị mất
máu.
-Protein còn là chất dinh dưỡng quan trọng cung cấp các axitamin cho phôi phát
triển. ví dụ: ovalbumin trong lòng trắng trứng, gliadin trong hạt lúa mì, feritin( dự trữ) trong lá.
1.2. Giá trị dinh dưỡng của Protein.
-Protein là hợp phần chủ yếu, quyết định toàn bộ các đặc trưng của khẩu phần thức
ăn. Chỉ trên nền tảng protein cao thì tính chất sinh học của các phần tử khác mới được thể hiện
đầy đủ.
- Khi thiếu protein trong khẩu phần ăn hàng ngày sẽ dẫn tới nhiều biểu hiện xấu cho sức
khỏe như suy dinh dưỡng, sút cân mau, chậm lớn đối với trẻ em, giảm khả năng miễn dịch, khả
năng chống đỡ của cơ thể đối với một số bệnh
- Thiếu protein sẽ gây ảnh hưởng xấu đến hoạt động bình thường của nhiều cơ quan chức
năng như gan, tuyến nội tiết và hệ thần kinh.
- Thiếu protein cũng sẽ làm thay đổi thành phần hóa học và cấu tạo hình thái của xương
(Lượng canxi giảm, lượng magie tăng cao). Do vậy mức protein cao chất lượng tốt( protein
chứa đủ các axit amin không thay thế) là cần thiết trong thức ăn của mọi lứa tuổi.
1.3. Vai trò của protein trong công nghệ thực phẩm.
- Protein là chất có khả năng tạo cấu trúc, tạo hình khối, tạo trạng thái cho các sản
phẩm thực phẩm
Ví dụ:
+ Protein trong gluten bột mỳ có khả năng tạo kết cấu, dẻo dai, giữ khí, nên tạo
tráng thái xốp và hương thơm của bánh mì.
+ Nhờ có protein của tơ cơ ở thịt, cá mới tạo ra được cấu trúc gel cho các sản phẩm
như giò, chả cá
+Nhờ có protein hòa tan của malt mà bọt co2 trong bia mới giữ được bền
4
+Nhờ tính chất đặc thù của cazein trong sữa mới chế tạo được 2000 loại phomat
hiện nay trên thế giới.
- Protein có khả năng tạo màng dùng để bọc kẹo và bao các thuốc viên.
- Protein có khả năng cố định mùi, giữ được hương thơm lâu bền cho thực phẩm.
Ví dụ: các axit amin (từ protein ) phân giải ra có khả năng tương tác với đường khi
gia nhiệt để tạo ra được màu vàng nâu cũng như hương thơm đặc trưng của bánh mì gồm 70
cấu tử thơm.
Ví dụ: Hương thơm đặc trưng của chè gồm tới 34 cấu tử thơm cũng là nhờ các
axitamin và các polyphenol của lá chè tương tác với nhau khi gia nhiệt.
2.CẤU TẠO PHÂN TỬ PROTEIN.
2.1. Thành phần nguyên tố của Protein.
Tất cả các protein đều chứa các nguyên tố C, H, O, N. Một số còn có chứa một
lượng nhỏ lưu huỳnh.
Tỷ lệ phần trăm các nguyên tố này trong phân tử protein như sau:
C: 50 - 55% H: 6,5 - 7,3% O: 21 - 24%
N: 15 - 18% S: 0 - 0,24%
2.2. Đơn vị cấu tạo cơ sở của protein.
Axit amin là cấu tử cơ bản của protein. Axit amin là những hợp chất hữu cơ mạch
thẳng hoặc mạch vòng trong phân tử có chứa ít nhất một nhóm amin(-NH2-) và một nhóm
cacboxyl(-COOH-)
Các axit amin thường gặp trong protein là những L-α axit amin có nhóm amin đính
vào nguyên tử cacbon α đứng cạnh nhóm cacboxyl.
Công thức cấu tạo tổng quát của axit amin.
R: Được gọi là mạch bên hay nhóm bên, vậy là các axitamin chỉ khác nhau ở mạch R
Đa số các protein đều được cấu tạo từ 20 L – α – axitamin và 2 amit tương ứng.
2.2.1. Các axitamin thường gặp
Dựa vào đặc tính mạch bên người ta phân chia các axitamin thường gặp thành một
số nhóm chính
Bảng 1.1. Các axitamin thường gặp trong phân tử protein
Tên gọi
Công thức cấu
tạo
Tên gọi
Công thức cấu tạo
AXITAMIN
MẠCH THẲNG
1. Axit monoamin
monocacboxyl
Glixin
NH2
CH2COOH
4.
Axitamin có
chứa lưu
huỳnh
CH
R
NH2
5
Alanin
NH2
CH COOH
CH3
Xistein
NH2
CH COOH
CH2
SH
Lơxin
CH3
NH2
CH COOH
CH2
CH
CH3
Xistin
NH2
CH COOH
CH2
S
S
CH2CH COOH
NH2
Izolơxin
CH3
NH2
CH COOH
CH
C2H5
metionin
CH2CH2COOH
NH2
CH3
CH
S
Valin
CH3
NH2
CH COOH
CH
CH3
AXITAMI
N VÒNG
THƠM
Xerin
CH2(OH) CH COOH
NH2
Phenyl-
alanin
CH2CH COOH
NH2
Treonin
CH(OH) CH COOH
NH2
CH3
Tyrozin
CH2CH COOH
NH2
OH
2. Axi monoamin
dicacboxylic
AXITAMIN
DỊ VÒNG
Aspartic
COOH CH2CH COOH
NH2
Triptopha
n
Glutamic
COOH CH2CH2CH COOH
NH2
Histidin
NCOOH
CH2
H
CH COOH
NH2