chuong protein (moi)
CHƯƠNG I :PROTEIN
I. Vai trò sinh học và giá trị dinh dưỡng trong công nghệ thực phẩm protein
1.1.1 Vai trò sinh học của protein
+) xúc tác : làm tăng vận tốc phản ứng lên hàng vạn, hàng triệu lần
Ví dụ:
+) Bảo vệ: - 1số protein có khả năng nhận biết tế bào lạ, vi khuẩn lạ, virut lạ, protein lạ…-> để hình thành kháng thể lạ.
- Khả năng tự bảo vệ của thực vật (trâu bò ăn phải nó là chết)
- Sản xuất thuốc trừ sâu sinh học có bản chất là protein.
+ BT (Baccillus thunngrensis) à protein tinh thể độc mà nó tự chiết ra
+ PPI ( protease protein Inhibitor) : protein kìm hãm protease
Protease (kìm hãm quá trình)
Protein ------------à a.amin
+ Rip (ribosome Inactivating protein) à protein bất hoạt ribosome .
+ a AIP (a Amylase Inhibitor protein) hoặc a AI . Xuất phát từ thủy phân tinh bột ; tinh bột à glucoza + Dextri
+) Vận chuyển : có khả năng kết hợp với 1số chất có khả năng hòa tan à vận chuyển đi trong cơ thể .
Hêmôglobin : Hb + O2à HbO2
+) Khả năng chuyển động : Nhờ có 1số protein hình sợi có khả năng trượt lên nhau làm cho người và động vật có thể chuyển động (co, duỗi ,chạy, nhảy…..)
+) Truyền xung thần kinh : Một số protein có vai trò trung gian cho phản ứng trả lời của tế bào thần kinh đối với các kích thích đặc hiệu. Ví dụ, vai trò của chất màu thị giác rodopxin ở màng lưới mắt.
1.1.2 Giá trị dinh dưỡng của protein
- Protein là hợp chất 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 cấu trúc khác mới thể hiện đầy đủ.
- Khi thiếu protein trong chế độ thức ăn hang ngày sẽ dẫn đến nhiều biểu hiện xấu sức khỏe như suy dinh dưỡng, sút cân mau, chậm lớn, 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 magiê tăng cao). Do vậy mức protein cao chất lượng tốt là cần thiết trong thức ăn cho mọi lứa tuổi.
II CẤU TẠO CỦA PROTEIN
1, thành phần hóa học
- có 4 thành phần hóa học chính : O,H,N,C
N: 15 -18 % (trung bình 16%)
Ngoài ra có S à S ;Fe2+ ; Mn2+ ; Ca2+ (các nguyên tố vi lượng)
Do 20 a L.a.amin + 2amít à liên kết peptit
2, khối lượng phân tử
- Có khối lượng phân tử khá lớn : đại phân tử
Kí hiệu : Dalton à KH : Da ; 1Da = ½ Đvc ; 1/16 ĐVO2
- Hình dạng : +) Dạng hình cầu tỷ lệ: chiều dài / chiều rộng < 20 lần
Có hoạt tính sinh học (có khả năng hòa tan)
Ví dụ, Hemoglogin (Hb) protein của máu
Albumin (protein của lòng trắng trứng, protein của huyết thanh)
Globumin (protein huyết thanh)
+) Dạng hình sợi : tỉ lệ chiều dài/ chiều rộng gấp nhau hàng vạn đến hàng triệu lần (cấu tạo hình sợi, ko có khả năng hòa tan trong nước)
Ví dụ, Keratin – protein lông tóc
Gelatin collagen – protein của da
Fibrom – protein tờ tằm, tơ sợi
3, Đơn vị cấu tạo cơ bản protein : Thành phần tham gia là a.amin
3.1 A.amin : là hợp chất hữu cơ có cấu trúc mạch thẳng hoặc mạch vòng có chứa ít nhất 1nhóm amin + 1nhóm cacboxyl ( NH2 ; COOH….)
R – CH – COOH R – chuỗi bên
| R – CH – COO-
NH2 |
NH3+ trong dung dịch nó tồn tại dưới dạng ion lưỡng cực.
3.2 Cấu tạo amin : có 2dạng
a, Cấu tạo mạch thẳng có 4loại
- Monoamin monocacboxyl CH3 – CH – COOH (alanin …..
| valin,leucin……..)
NH2
- Monoamin Dimonocacboxyl HOOC – CH2 – CH2 – CH – COOH à a.glutamic
| (a.aspatic)
NH2
Sản xuất mì chính
- Dimonoamin monocacboxyl: CH2 – (CH2)3 – CH – COOH à Lysin (a.a sinh trưởng)
| | (Asginin)
NH2 NH2
- A.min có chứa S CH2– CH2 – CH – COOH à Mêtionin
S – CH3 NH2
b, cấu tạo mạch vòng :có 2dạng
- Vòng thơm : phenol alanin
- A.amin dị vòng (tryptophan)
c, a.amin cần thiết : là những a.amin mà trong cơ thể người và động vật ko tự tổng hợp được mà phải đưa vào cơ thể qua thức ăn. Nếu thiếu sẽ sinh ra 1bệnh nhất định.
+) Đối với người lớn có 8a.a cần thiết : Metionin, Valin, Leucin, Trytophan, Iso leucin, Lysin , Phênylalanin ,Treonin.
+) Đối với trẻ em có 2a.a cần thiết : acginin, Histidin
3.3 Tính chất a.amin
a) Đồng phân quang học :( dạng D, L) à chỉ vị trí nhóm NH2 so với C bất đối
D – NH2 à (nhóm amin ở phía phải)
L – NH2à (nhóm amin ở phía trái )
[ (+),(-) ] à chỉ hướng quay mặt phẳng ánh sáng phân cực
(+) à chỉ về phía phải
(-) à chỉ về phía trái
Ví dụ,
- Trong tự nhiên a.a chủ yếu tồn tại dưới dạng L (-) ;Dạng D cơ thể khó hấp thụ ít.
b) Tính chất điện li lưỡng tính
- Trong môi trường axit sự phân ly nhóm cacboxyl (COOH) bị kìm hãm nên a.a tác dụng như 1bazơ tích điện (+) à nó chảy về cực (-) trong điện trường.
H+
R – CH – COOH à R – CH – COOH
NH2 NH3+
- Trong môi trường kiềm thì sự phân li của nhóm amin (NH2) bị kìm hãm à axít (-) à nó chạy về cực (+) (-) điện trường .
OH-
R – CH – COOH à R – CH – COO –
NH2 NH2
- PH tại đó, tổng điện tích = 0 (trung hòa điện ) à gọi là điểm đẳng nhiệt thường kí hiệu là PI ; iso electric – point à ngta có thể tách a.amin bằng phương pháp điện ly.
c) Phản ứng đặc trưng của axitamin
a.amin + ninhyđrin à tím xanh
(thuốc thử)
- Đo cường độ màu à trên thiết bị quang điện dựa theo đồ thị a.amin chuẩn ngta có thể định lượng dc a.amin hoặc nta có thể đo trực tiếp cường độ màu trên thiết bị Densitometer (thiết bị).
- Địng tính định lượng a.amin bằng phương pháp sắc kí :
+) Sắc kí là sự dịch chuyển của các chất hòa tan giữa 2pha (pha động và pha tĩnh)
Khi pha chạy kéo theo chất hòa tan, chất hòa tan được định vị trên pha tĩnh trên các chất khác phụ thuộc vào khối lượng,kích thước, lực hấp thụ .
+) Pha động là dung môi hữu cơ, nước (butanol) + khí
+) Pha tĩnh là giấy ,silicagel
( Định tính là có hay ko có; sắc kí giấy à sắc kí mỏng ; sắc kí lỏng cao áp)
d) Tính chất chung a.amin
- Bền trong nước à ở nhiệt độ cao
- Bền trong môi trường axit; chỉ có tryptophan bị phá hủy hoàn toàn
- Ko bền trong môi trường kiềm; trong môi trường kiềm đa số a.amin bị phá hủy chuyển dạng L à D ( dạng D có thể khó hấp thụ) à Muốn sản xuất sản phẩm từ protein à chỉ thủy phân (.) môi trường axit để giữ lại hoạt tính của a.amin.
4,các bậc cấu trúc của protein : có 4bậc
a, cấu trúc bậc 1
- Quy định số lượng thành phần trình tự sắp xếp của a.amin .
- Các a.amin này được liên kết với nhau nhờ liên kết peptit (- CO – NH - ) à a COOH này + a NH2 kế tiếp
Ví dụ, CH3 – CH – COOH + H2N – CH2 – COOH à CH3 – CH – NH – CH2 – COOH
NH2 NH2
Alanin glyxin Alanin glycil
- Các a.amin tham gia : Đuôi in đổi thành đuôi il
2a.a tham gia à đipeptit
3a.a tham gia à tripeptit
4a.a tham gia à tetrapeptit
na.a tham gia à polypeptit
ví dụ, có 2a.a à có 4trình tự sắp xếp 4đipeptit (aa,ab,ba,bb)
có 3a.a à Có 6 trình tự sắp xếp
- Các liên kết peptit nằm trên mặt phẳng cứng giữua các mặt phẳng được cắt nhau bởi nhóm C – R
H
+) trong đó liên kết C = O dài > liên kết C = O thường thấy (1,24 Ao > 1,215 Ao) à có 60% liên kết đôi, 40% liên kết đơn
+) Liên kết C – N ngắn hơn < liên kết C – N thường thấy ( 1,32 A0 < 1,47 A0 ) à 60% liên kết đơn, 40% liên kết đôi .
- Mang tính chất di truyền biểu hiện mối quan hệ di truyền quan hệ họ hàng với nhau (trình tự sắp xếp a.a của đời sau giống bố mẹ).
b) Cấu trúc bậc 2
+ ) Sự sắp xếp thk hợp trong ko gian của 1chuỗi polypeptit tạo ra cấu trúc bậc 2. (Do nguyên tử Ca có liên kết đồng hóa trị đơn làm cho chuỗi polypeptit có rất nhiều hình thể)
+ ) Do nguyên tử Ca
- Xoắn ốc a : 1chuỗi polypeptit có khả năng xoắn lại thành xoắn ốc a khác xoắn lò xo .
. Mỗi vòng xoắn ốc có 3,6 gốc a.amin. Các nguyên tử C nằm trên đường sinh của hình trụ .
. Khoảng cách giữa các vòng xoắn 0,54 nm
. Đg kính xòng xoắn = 0,6 nm
. Góc xoắn 26o
. Các vòng xoắn bền với các liên kết H2 song song với trục xoắn à số lượng nhiều à xoắn a rất phổ biến trong mọi protein
Ngoài ra Z10 3gốc aa
aII 4gốc aa Các mạch bên R hướng ra phía ngoài
- Tờ giấy gấp nếp b : do 2 hay nhiều chuỗi polipeptit bị kéo à giãn ra à liên kết với nhau nhờ liên kết H2 vuông góc với trục xoắn (số lượng liên kết H nhiều)
+, Các chuỗi polypeptit sắp xếp song song hoặc đối song song
Song song :1chuỗi bắt đầu = C chuỗi 2 bắt đầu = N
Đối song song : thì cả 2chuỗi đều bắt đầu hoặc C ,hoặc N
+, Các gốc bên R của a.amin có thể ở trên hoặc ở dưới mặt phẳng của tờ giấy
- Dạng mặt cong b : do 1chuỗi polypeptit có khả năng tự gấp lại thành 1góc bền vững nhờ liên kết H2 ( cấu trúc này thường gặp trong collagen là protein rất giàu trong da, gân , xương, và sừng )
-------à 3dạng trên có cấu trúc xác định
- Dạng xoắn ngẫu nhiên hay cuộn thông kê là 1cấu trúc ko xắc định, ko có mặt phẳng lẫn trục đối xứng .Khi các a.a chứa nhóm bênh của gốc a.a có mang điện tích hoặc án ngữ ko gian khiến cho chúng ko thể tạo ra được cấu trúc xoắn à dạng nè có cấu trúc ko xđịnh
c) cấu trúc bậc 3
- Do cấu trúc bậc 2 xác định và ko xác định sắp xếp lại thành ko gian 3chiều tạo thành dạng hình cầu.
- Các gốc a.a kỵ nước quay vào phía trong ; còn gốc a.amin ưa nước thì được phân bố chủ yếu ở bề mặt 1cách khá đều đặn.
- Protein hình cầu có khả năng hòa tan tốt trong nước .
- Bền vững nhờ liên kết kỵ nước và liên kết H2
d) Cấu trúc bậc 4
- Dưới đơn vị cấu trúc bậc 3 liên kết lại với nhau tạo thành cấu trúc bậc 4. Các đơn vị này có thể giống và khác nhau.
- Dưới đơn vị này sắp xếp đối xứng hoặc ko đối xứng
- Dưới đơn vị này sắp xếp đối xứng hoặc ko đối xứng
- Cấu trúc bền vững nhờ liên kết phi đồng hóa trị .Liên kết phi đồng hóa trị là liên kết yếu.
- Các liên kết trong protein : liên kết H, liên kết ion, liên kết cầu đisunfua, liên kết kị nước, liên kết tĩnh điện.
III) TÍNH CHẤT PROTEIN
1, Tính hòa tan (trong chế biến thực phẩm)
- pro có khả năng hòa tan : do có liên kết peptit và có các nhóm có cực có khả năng liên kết với phân tử H2O
- Khả năng hydrat hóa cao à ion tăng, tính hòa tan tăng
- ------------------------ thấp à ion giảm, tính hòa tan giảm vì còn phụ thuộc vào 1số yếu tố khác.
- phụ thuộc vào : +) vị trí nhóm kỵ nước, hóa nước à nhóm háo nước ngoài ,kỵ nước trong trung tính à hòa tan tăng ngược lại.
+) thành phần a.amin : protein chứa a.amin háo nước tính hòa tan tăng
Protein chứa a.amin kỵ nước tính hòa tan giảm
+) khả năng kết hợp nước của các nhóm chức năng
Ví dụ, OH à 3ptử H2O
COOH à 4ptử H2O
+) Cmuối trung bình (NaCl) Cmuối thấp à htan tăng
Cmuối cao à htan thấp
+) bản chất dung môi hữu cơ : giảm hằng số điện môi à tăng lực hút tĩnh điện giữa các phân tử protein à các protein kết hợp lại với nhau tạo kết tủa à hòa tan thấp
+) phụ thuộc vào nhiệt độ, PH
2, Tính chất kết tủa (có 2lớp vỏ)
- Vỏ nước
à Vì lý nào phá hủy 1(.) 2 vỏ à pro sẽ bị kết tủa
- Vỏ điện tích
2.1 Kết tủa thuận nghịch (tách tinh sạch pro)
- Tác nhân : thường là muối trung tính NaCl, (NH4)2SO4, Na2SO4
Các dung dịch hữu cơ: etanol, axetol, iso propanol
à dùng để tách tinh sạch pro có thể loại pro mà mình mong muốn hoặc ko mong muốn.
+ Mỗi protein kết tủa ở 1Cmuối hoặc Cdung môi hữu cơ khác nhau.
2.2 Kết tủa bất thuận nghịch.
- Sau khi kết tủa protein ko có khả năng hòa tan trở lại
- Tác nhân ion kim loại nặng Cu,Pi…..
- Thường giải độc cho người nhiễm độc kim loại nặng.
3, Tính chất biến tính (.) chế biến thực phẩm
- định nghĩa: pro dưới tác dụng của tác nhân vật lý (tia uv …)
Dưới tác dụng của tác nhân hóa học (nhiệt độ, môi trường quá kiềm, axit) làm cho cấu trúc bậc 2,3,4 bị phá hủy, bậc 1giữ nguyên
- các tác dụng của pro khi bị biến tính
+) giảm khả năng hòa tan (htan được nhờ nhóm có cực)
+) giảm khả năng giữ nước (pro khi bị biến tính; 1số liên kết peptit bị đứt 1số liên kết có cực thay đổi vị trí)
+) mất hòan toàn hoạt tính sinh học (bvệ, xúc tác…) à cơ thể chết
+) làm tăng khả năng tấn công của E.protease
+) Giảm sức căng bề mặt ( Khi biến tính à giảm sức căng bề mặt à hình dạng thay đổi)
+) Tăng độ nhớt nội tại
+) Mất khả năng kết tinh.
- Các yếu tố gây biến tính :
+) Nhiệt độ: đa số pro biến tính ở nhiệt độ cao
+) Cơ học : Các động tác cán kéo ,khuấy đảo à làm cho pro biến dạng nhiều nhất
+) Tia (uv, , ion) : dưới tác dụng tia này thay đổi cấu trúc a.amin mạch vòng trong phân tử protein, phá hủy cầu đisunfua S – S à làm đổi hình dạng à biến tính
+) PH : quá cao hoặc thấp à pro kéo dãn à biến tính
+) Dung môi hữu cơ : 1số dung môi hữu cơ làm thay đổi liên kết hợp chất trong phân tử pro, liên kết ion , liên kết lực tĩnh điện , liên kết đisunfua à biến tính .
+) ion kim loại nặng
4, Tính chất điện li lưỡng tính (làm tinh sạch pro)
- do có nhóm amin (-NH2) và nhóm cacboxyl (- COOH)
- PH tại đó tổng điện tích = 0 à gọi điện đẳng điện PIà phân tử pro kém bền vững nhất à có thể giảm
Tại điểm đẳng điện ko chuyển dịch về phía cực nào : giảm pro tại PI
Tách tinh sạch pro = phương pháp điện li
- Điên ly là sự dịch chuyển của các chất có chứa điện tích trong điện trường , tốc độ dịch chuyển phụ thuộc vào khối lượng phân tử ,điện tích kích thước à tại PI nó sẽ dừng lại dưới dạng băng.
- Điện di đứng : gel điện di poly acrylamid
5, Phản ứng đặc trưng protein
Pro + Folin à có màu xanh da trời
(CuSO4/NaOH)
- Cường độ màu tỉ lệ với lượng protein trong 1giới hạn nhất định (thường là hàm lượng nhỏ)
- Có thể đo cường độ màu hoặc thiết bị đo màu quang điện đưa theo đồ thị pro chuẩn , phương pháp có độ nhạy cao, xác định với hàm lượng pro chuẩn (khoảng 1ug )/ cm3.
Phản ứng Biure (chứa liên kết peptit)
- là phản ứng các chất có chứa liên kết peptit có thể có thể + CuSO4/ kiềm à tím xanh
- Đo cường độ màu trên thiết bị đo màu quang điện (thường có 1bức sóng a = 750nm).
6, Tính chất thủy phân (chế biến thực phẩm)
H+, protease
+, Pro---------à a.a à sản xuất --à nước mắm từ cá
Htoàn nước chấm từ đậu tương,đậu lành
H+,protease
+, Pro -----------------àa.a + peptit (đoạn mạch ngắn hợp a.a) à tương, chao
Ko htoàn Phomat,bánh ,bia
Peptit chống đông máu,ngọt
- pepetit ngọt thường là dipeptit, Arpartic + pro à aspartan độ ngọt = 180o lần saccarit
- peptit mặn; peptit chống gây nghiện; gây nghiện .
7, 1Số tính chất chức năng protein
- Khả năng tạo gen à nhiệt độ cao à gen, khối
- Tạo màng à collagen à gelatin hóa
- kết tủa hương, màu à protein à peptit (a/a + ĐK) à nâu + hương
- Giảm khả năng giữ hương à pro + rượu, alđehit và xeton….
IV SỰ CHUYỂN HÓA PRO – BẢO QUẢN (đường hóa chuyển hóa a/a)
1, Khử amin có 3cách
+, Khử = phương pháp Khử
+, Khử bằng phương pháp thủy phân sphẩm NH3
+, Khử bằng phương pháp oxy hóa
Phản ứng khử:
R – CH – COOH + H2O à R – CH – COOH + NH3
NH2 OH
E of vsv
R – CH – COOH + H2 --------------à R – CH2 + NH3
| hiếu khí |
NH2 COOH
2, Khử cacboxyl à sản phẩm CO2
R – CH – COOH ------à R – CH2 – NH2 + CO2
NH2
3, Phản ứng khử NH2, khử CO2à sp NH3 + CO2
4, Phản ứng tạo thành mêcaptan ( xảy ra với thành phần a.a có chứa S)
5, Phản ứng tạo scatol, Indol
- Xảy ra với a.a dị vòng (ở tryptophan) à gây mùi thối khó chịu
6, Phản ứng tạo cresol, phenol
7, Phản ứng tạo trimêtylamin ; oxy trimetylamin à sản phẩm mùi tanh nồng khó chịu à xảy ra trong quá trình bảo quản cá, hải sản.
8, Phản ứng tạo phosphin (PH3) xảy ra với nhóm photpho pro
*) Biện pháp bảo quản thực phẩm giàu protein
- Để nhiệt độ thấp dưới O0
- Ướp muối : nồng độ muối càng cao à bảo quản dc lâu
- Xông khói : dùng khói của các loài gỗ à gỗ hồng sắc.
Bạn đang đọc truyện trên: AzTruyen.Top