HÓA HỌC THỰC PHẨM - CHƯƠNG 1 - PROTEIN - TÔN NỮ MINH NGUYỆT

HOÙA HOÏC THÖÏC PHAÅM

CHÖÔNG 1

PROTEIN Toân Nöõ Minh Nguyeät

1

KHAÙI NIEÄM CHUNG VEÀ PROTEIN

Ñònh nghóa Protein

nhöõng 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)

Nguoàn 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.

2

KHAÙI NIEÄM CHUNG VEÀ PROTEIN

Haøm löôïng protein trong moät soá nguyeân lieäu ñoäng vaät vaø thöïc vaät Nguyeân lieäu

Protein

Nguyeân lieäu

Protein

Gan

18 - 19

Luùa

7–8

Tim

16 - 18

Baép

8 – 10

Moâ cô thòt gia suùc

16 – 22

Ñaäu phoäng

23 – 27

Tröùng

13 – 15

Ñaäu naønh

34 – 40

Söõa boø

3–5

Thòt caù

Heán

4–5

17 – 21

Soø

8–9

Toâm

19 – 23

OÁc

11 – 12

Möïc

17 – 20

Moi

13 – 16 3

KHAÙI NIEÄM CHUNG VEÀ PROTEIN

Thaønh phaàn nguyeân toá H

:

6 – 7,5%

O

:

21 - 24%

C

:

50 - 55%

N

:

15 - 18%

S

:

0 – 0,24%

Caùc nguyeân toá khaùc: P, Fe, Zn, Cu, Mn, Ca 4

ACID AMIN

Ñònh nghóa

Acid amin laø daãn xuaát cuûa acid carboxylic trong ñoù hydro ñöôïc thay theá baèng nhoùm amin ôû vò trí α hay β

Caùc acid amin chæ khaùc nhau goác R R

CH

R

COOH

CH

CH2

COOH

NH2

NH 2

22 loaïi α - acid amin / 100 loaïi acid amin

Toàn taïi chuû yeáu daïng ion löôõng cöïc trong dung dòch pH = 7 R

CH

COO-

NH3+ 5

Phaân loaïi theo caáu taïo Nh

Teân

ACID AMIN Soá aa

Teân aa

R H CH3 (CH3)2CH (CH3)2CH2CH (CH3)(C2H5)CH (HO)CH2 (HO)(CH−3)CH

1

Monoamino monocarboxylic

7

Glycin Alanin Valin Leucin Isoleucin Serin Threonin

2

Diamino monocarboxylic

2

Lysin Arginin

3

Monoamino dicarboxylic

2

Aspatic Glutamic

(COOH)CH2 (COOH)CH2CH2

4

Amid cuûa aa dicarboxylic

2

Asparagin Glutamin

(NH2)COCH2 (NH2)COCH2CH2

5

Acid amin chöùa S

3

Cystein Cystin Methionin

(SH)CH2 (alanin)-S-S-(alanin) CH3S(CH2)2

6

Acid amin dò voøng

4

Proline Oxiproline

7

Acid amin nhaân thôm

2

(NH2)(CH2)4 (NH2)(NH)C-NH(CH2)3

N H

COOH

CH2

Tryptophane Histidin

N

Phenylalanine Tyrosine

CH2

HO N H

HN

HO

N

COOH

CH2

CH2

6

7

Phaân loaïi theo tính dinh döôõng

ACID AMIN

cô theå coù theå toång hôïp ñöôïc töø caùc aa khaùc

1. Acid amin thay theá: 2. Acid amin khoâng thay theá:

cô theå khoâng töï toång hôïp ñöôïc, phaûi boå sung ñeàu ñaën Val, Leu, Ileu, Met, Thr, Phe, Try, Lys, Arg, His

stt

Acid amin

Nhu caàu, g/ngaøy

stt

Acid amin

Nhu caàu, g/ngaøy

1 2 3 4 5

Valin Leucin Isoleucin Threonin Methionin

8,8 9,0 3,3 3,5 3,0

6 7 8 9 10

Lysin Tryptophan Phenylalanin Histidin Arginin

5,2 1,1 4,4 2,0 2,0 8

ACID AMIN

Tính chaát vaät lyù

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

Ñoä hoøa tan cuûa moät soá acid amin trong nöôùc [g/100g nöôùc] Acid amin

Nhieät ñoä [oC] 0

25

50

75

100

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

Glycine

14,18

24,99

39,10

54,39

67,17

L-Hydroxyproline

28,86

36,11

45,18

51,67

L-Leucine

2,270

2,19

2,66

3,823

5,638

L-Methionine

1,818

3,381

6,070

10,52

17,60

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

9

ACID AMIN

Tính chaát vaät lyù

Phoå haáp thu: vuøng haáp thu töû ngoaïi 240-280 nm, aa nhaân thôm nhö tyr, phe coù phoå haáp thu ôû 280nm Tính hoaït quang:

Coù hai daïng ñoàng phaân quang hoïc, daïng D vaø L COOH

H2N

C* H R

(L.a.acid)

COOH H

C* NH2 R

(D.a.acid)

Tính beàn vôùi acid, base: Acid: khoâng xaûy ra hieän töôïng racemic hoùa aa, chuyeån töø daïng L sang D Kieàm: aa bò racemic hoùa, maát giaù trò dinh döôõng

10

ACID AMIN

Tính chaát hoaù lyù Tính ñieän ly löôõng cöïc R

CH

COOH

R

Trong moâi tröôøng acid (H+) söï phaân ly nhoùm -COOH seõ bò kìm haõm, phaân töû aatích ñieän (+) , taùc duïng nhö moät base R

CH

COO -

H+

R

NH 3+

COO -

NH 3+

NH 2

CH

COOH

CH

(cation)

+

NH 3

Trong moâi tröôøng kieàm (dö -OH- ), söï phaân ly nhoùm -NH2 bò kìm haõm, phaân töû aatích ñieän (-) , taùc duïng nhö moät acid R

CH NH 3+

COO -

OH -

R

CH NH 2

COO (anion)

+

H2O 11

ACID AMIN

Tính chaát vaät lyù Ñieåm ñaúng ñieän (pI)

pH ôû ñoù phaân töû acid amin seõ trung hoøa veà ñieän, khi ñoù toång ñieän tích (-) vaø (+) seõ baèng khoâng Ñieåm ñaúng ñieän cuûa moät soá acid amin Acid amin Alanin Arginin Asparagin Aspartic Cistein Cystin Glutamin Glutamic

pI

Acid amin

pI

Acid amin

pI

6,0 10,8 5,4 2,8 5,0 5,1 5,7 3,2

Glycin Histidin 4-hydroxyprolin Isoleucin Leucin Lysin Methionin Phenylalnin

6,0 7,5 5,7 6,0 6,0 9,6 5,7 5,5

Prolin Serin Threonin Tryptopha n Tyrosin Valin β-Alanin

6,3 5,7 5,6 5,9 5,7 6,0 6,9 12

ACID AMIN

Caùc phaûn öùng ñaëc tröng

1. Phaûn öùng vôùi acid, base Acid amin laø hôïp chaát löôõng tính neân chuùng coù theå taïo muoái vôùi acid hay base

R

CH

COO-

+

NH3+

R

CH NH+ 3

R HCl

COO-

+

COOH

NH3Cl

R NaOH

CH

CH NH2

COONa

+

H2O

13

ACID AMIN

Caùc phaûn öùng ñaëc tröng 2. Phaûn öùng vôùi acid Nitrô HNO2 R

CH

COOH

+

NH2

R HNO2

(ph. phaùp Van-Slyke)

OH

3. Phaûn öùng vôùi formaldehyd R

CH NH2

COOH

CH

COOH

+

O

N2

+

H2O

(ph. phaùp Sorensen) R

CH

COOH

HC H

+

N

CH2

+

H2O

14

ACID AMIN

Caùc phaûn öùng ñaëc tröng 4.1. Desamin hoùa theo phaûn öùng thuyû phaân R

CH

COOH

+

H2O

R

NH2

CH

COOH

+

NH3

COOH

+

NH3

OH

4.2. Desamin hoùa theo phaûn öùng khöû R

CH

COOH

+

H2

R

CH2

NH2 15

ACID AMIN

Caùc phaûn öùng ñaëc tröng 4.3. Desamin hoùa theo phaûn öùng oxy hoùa R

CH

COOH

+

1/2 O2

R

NH2

COOH

C

+

NH3

O

4.4. Desamin hoùa theo phaûn öùng khöû noäi phaân töû R

CH2

CH

COOH

R

CH

CH

COOH

+

NH3

NH2 16

ACID AMIN

Caùc phaûn öùng ñaëc tröng 5. Phaûn öùng decarboxyl hoùa R

CH

COOH

R

CH2

NH2

+

CO2

NH2

6. Chuyeån acid amin

Cetoacid A + Acid amin B === Acid amin A + Cetoacid B R1 CH COOH O

+ R2

CH NH2

COOH

R2 CH COOH O

+ R1

CH

COOH

NH2 17

ACID AMIN

Caùc phaûn öùng ñaëc tröng 7. Phaûn öùng chuyeån hoùa goác R Caùc phaûn öùng chuyeàn töø aa naøy sang aa khaùc Phe - Tyr

O

CH

CH2

COOH

[O]

HO

O

CH

CH2

NH2

NH2

COOH

CONH2 COOH

A.pyruvic - Ala

C

O

CH3 (piruvic)

CH2

+

COOH

COOH

CH2

C

CHNH2

CH3

COOH (glutamin)

NH2

(alanin)

CH2

+

CH2 CHNH2 COOH (a. glutamic) 18

ACID AMIN

Caùc phaûn öùng ñaëc tröng 8. Phaûn öùng vôùi ninhydrin O

O OH OH

+

R

CH

COOH

H

+H2O -NH3 -CO2

OH

NH2

O

+R

CHO

O

Ninhydrin (oxh)

ninhydrin (khöû)

pH > 4, xaûy ra phaûn öùng tieáp theo taïo ra phöùc maøu xanh tím O H OH O

O

O

+

NH3

+

O

HO N

- 3H2O

HO O

O

O

Phöùc Ruheman (xanh tím) 19

ACID AMIN

Caùc phaûn öùng ñaëc tröng 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 O

O O

O Ninhydrin

+

H

N

COOH Proline

- H 2O - CO 2

N O Phöù c maø u vaø ng

20

ACID AMIN

Caùc phaûn öùng ñaëc tröng 9. Phaûn öùng taïo phöùc vôùi kim loaïi naëng

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.

Khi ñun soâi aa vôùi moät löôïng dö Cu(OH)2 vaø CuCO3. thu ñöôïc:

COO Cu

R CH NH2

NH2

CH

R

CH

COOC2H 5

COO

10. Phaûn öùng taïo thaønh ester R

CH NH2

COOH

+

C2H5OH

R

+

H2O

NH2 21

ACID AMIN

Caùc kieåu lieân keát hoaù hoïc 1. Lieân keát peptid

Goác –COOH cuûa aa naøy seõ keát hôïp vôùi goác α-NH2 cuûa aa khaùc, loaïi ñi moät phaân töû nöôùc R1 NH2

R1

CH COOH

+

HHN CH

COOH

NH2

CH CO

NH CH

R2

COOH

R2

Tuøy ñoä daøi vaø soá lieân keát peptid ta coù pepton, peptid, polypeptid,…

R1 NH2

R3

CH COOH

+

HHN CH

COOH

+

HHN CH COOH

+

HHN CH

R2

R4

R1 NH2

CH CO

COOH

R3 NH CH R2

CO

NH

CH CO

NH CH

COOH

R4 22

Caùc kieåu lieân keát hoaù hoïc

ACID AMIN

1. Lieân keát peptid

23

Caùc kieåu lieân keát hoaù hoïc

ACID AMIN

2. Lieân keát thöù caáp Lieân keát Hydro: O (

C

lk H2 )

(

lieân keát yeáu, khoâng beàn (8-12 kj/mol) Soá löôïng lieân keát raát lôùn

H N

)

Lieân keát Disulphua (caàu–S-S-):

Lieân keát ion ( lieân keát muoái)

Lieân keát ñoàng hoùa trò Raát beàn vöõng (300 kj/mol) Lieân keát tónh ñieän, OH-, NH3+ , COOKhaù beàn (>160 kj/mol)

Lieân keát lî nöôùc: (Lieân keát Val der Walls) Giöõa caùc nhoùm kî nöôùc ( -CH3, -C2H5 , -C6H5) Khoâng beàn (4-8.5 kj/mol)) 24

25

PEPTIDS

Ñònh nghóa

Peptids laø chuoãi aa lieân keát vôùi nhau baèng lieân keát peptide

Lieân keát peptide raát beàn (>400KJ/mol)

Phaân loaïi: theo soá acid amin coù trong chuoãi peptide

2 acid amin

n=2

dipeptide

soá lieân keát peptide = 1

3 acid amin

n=3

tripeptide

soá lieân keát peptide = 2

4 acid amin

n=4

tetrapeptide

soá lieân keát peptide = 3

m acid amin

m ≤ 10

oligopeptide

soá lieân keát peptide = m-1

n acid amin

n > 10

polypeptide

soá lieân keát peptide = n -1 26

PEPTIDS

Tính chaát

1. Tính phaân ly löôõng cöïc Phuï thuoäc vaøo caùc acid amin thaønh phaàn

Ñieåm ñaúng ñieän cuûa moät soá peptid Peptid

pI

Gly-Gly Gly-Gly-Gly Ala-Ala Gly-Asp

5,65 5,59 5,72 3,63

Peptid Asp-Gly Asp-Asp Lys-Ala Ala-Lys-Ala

pI 3,31 3,04 9,16 8,98

Peptid Lys-Lys Lys-Lys-Lys Lys-Glu His-His

pI 10,53 10,93 6,10 7,30

27

PEPTIDS

Tính chaát 2. Tính caûm quan Ña soá peptide coù vò ñaéng

Tröôøng hôïp ñaëc bieät: vò ngoït (Aspartame, Neutrosweet) vò maën (ornithine, taurine,…)

Ngöôõng nhaän caûm caùc peptide taïo vò ñaéng [mmol/l] Peptide Gly-Leu Gly-D-Leu Gly-Phe Gly-D-Phe Leu-Leu Leu-D-Leu

NNC

Peptide

NNC

Peptide

NNC

19 – 23 20 – 23 15 – 17 15 – 17 4–5 5–6

D-Leu-D-Leu Ala-Leu Leu-Ala Gly-Leu Leu-Gly Ala-Val

5–6 18 – 22 18 – 21 19 – 23 18 – 21 60 – 80

Val-Ala Phe-Gly Gly-Phe Phe-Gly- Phe-Gly Phe-Gly- Gly-Phe

65 – 75 16 – 18 15 – 17 1,0 – 1,5 1,0 – 1,5 28

PEPTIDS

Tính chaát

Ngöôõng nhaän caûm caùc peptide taïo vò maën [mmol/l] Peptide

NNC

Peptide

NNC

Orn-β βAla-HCl Orn-γγAbu-HCl

1,25 1,40

Orn-Tau-HCl Lys-Tau-HCl NaCl

3,68 5,18 3,12

Caùc peptide coù vò ngoït COOH

C

COO CH

N H 3+ H

CO

C

-

2

NH

3

+

CO

NH

NH

R1

C

R3

R2

αL-aspartyl-L-phenylalanine methyl ester Aspartame / Nutrasweet

R

1

C R

R

3

2

L-aminomalonyl-L-phenylalanine methyl ester 29

Caùc loaïi peptids thöôøng gaëp

PEPTIDS

1. Glutathione

Laø peptide noäi baøo, tham gia quaù trình oxy hoùa khöû cuûa teá baøo Laø coenzyme cuûa E glyoxalase, Coù trong taát caû cô theå soáng ÑV,TV,VSV. Glutathione toàn taïi ôû hai daïng:

Daïng khöû:

Daïng oxihoùa: 2 phaân töû Glutathione khöû lieân keát taïo caàu disulfure 2 Glutation-SH

-2H +2H

Glutation-S -S - Glutation 30

Caùc loaïi peptids thöôøng gaëp

PEPTIDS

2. Ophatalmic:

Laø peptide ñoái khaùng vôùi glutathione, kìm haõm caùc phaûn öùng coù glutathione laøm chaát kích thích

3. Carnosine, Anserine, Balenine

Laø peptide cuûa β-alanine, coù trong dòch chieát thòt, nöôùc, baép thòt ñoäng vaät, duy trì tính ñeäm cuûa dòch cô, xuùc tieán phaân giaûi glucid trong baép thòt, tham gia vaøo vieäc trao ñoåi naêng löôïng.

4. Oxytosine vaø Vasopresine:

Laø peptide ôû naõo, coù taùc duïng trong söï co cô vaø ñieàu chænh caân baèng nöôùc ôû thaän.

31

Caáu truùc phaân töû

PROTEIN

Protein laø chuoãi polypeptide chöùa hôn 100 acid amin Lieân keát chuû yeáu laø lieân keát peptide Caùc protein khaùc nhau do : - Soá löôïng caùc a.a - Thöù töï caùc a.a

1. Caáu truùc baäc 1 Maïch thaúng Lieân keát : peptid

32

PROTEIN

Caáu truùc phaân töû 2. Caáu truùc baäc 2

Nguyeân nhaân: coù C baát ñoái

OÅn ñònh caáu truùc: lieân keát Hydro giöõa nhoùm OH cua aa naøy vôùi nhoùm NH cua aa thöù tö tieáp theo soá löôïng lieân keát hydro raát lôùn,

Caáu truùc xoaén α: 3,6 goác a.a taïo moät voøng xoaén, lieân keát hydro song song vôùi truïc phaân töû

Caáu truùc gaáp neáp β: giöõa caùc sôïi pp khaùc nhau (song song hay khoâng song song) hay treân moät sôïi pp coù voøng uoán β lieân keát hydro song song vôùi truïc phaân töû

Laø caáu truùc cuûa caùc loaïi protein daïng sôïi 33

Caáu truùc phaân töû

PROTEIN

34

PROTEIN

Caáu truùc phaân töû 3. Caáu truùc baäc 3 Nguyeân nhaân: caáu truùc xoaén tieáp tuïc cuoän troøn Saép xeáp laïi khoaûng caùch khoâng gian giöõa caùc aa Beân trong chöùa caùc aa kî nöôùc Beân ngoaøi coù caùc aa öa nöôùc OÅn ñònh caáu truùc: lieân keát disulfur, Van Dervals, Ñoä hoøa tan toát, nhôø caùc goác öa nöôùc treân beà maët

35

Caáu truùc phaân töû

PROTEIN

3. Caáu truùc baäc 3 - Hình daïng khoâng gian 3 chieàu - Nhöõng “caùi tuùi” hay “loâ’ hoång”

36

Caáu truùc phaân töû

PROTEIN

4. Caáu truùc baäc 4 Nguyeân nhaân: caùc tieåu caàu baäc 3 keát hôïp laïi (subunit) Thöôøng coù 2 – 6 tieåu caàu trong 1 caáu truùc baäc 4 Lieân keát: Hydro, Van Dervals, ion, nhöng khoâng coù caàu disulfur giöõa caùc tieåu caàu Thöôøng coù hoaït tính sinh hoïc: enzym, vaän chuyeån Oxy Maát caáu truùc 3, 4 maát hoaït tính sinh hoïc

37

Caáu truùc phaân töû

PROTEIN

38

Caáu truùc phaân töû

PROTEIN

39

Phaân loaïi theo thaønh phaàn hoaù hoïc [1] Protein ñôn giaûn:

Protein

Tan trong

PROTEIN

chæ coù a.a (homoprotein) chia nhoùm theo khaû naêng hoaû tan

Khoâng tan trong

M

Albumin

nöôùc

45000 – 65000

Globulin

muoái loaõng 4-10%

nöôùc, acid loaõng

100000 – 30000

Prolamin

ethanol 70 – 80%

nöôùc vaø muoái loaõng

26000 – 40000

Glutelin

kieàm loaõng 0,2 – 2%

50000 – vaøi trieäu D

Protamin

nöôùc

dd NH3

8000 – 10000; chöùa 60 – 80 % Arg

Histon

nöôùc

dd NH3

8000 – 10000; coù trong nhaân teá baøo 40

Nhoùm protein

Ñaëc tính

Dung moâi

Phaân boá

Albumin MLT=45000 MHT=65000

Daïng caàu Deã bieán tính bôûi nhieät Deã keát tuûa baèng (NH4)2SO4 baõo hoøa

Nöôùc

Loøng traéng tröùng, huyeát thanh, lecosin (luùa mì), legumelin(ñnaønh)

Globulin

M = 100000 – 300000

Dd muoái loaõng NaCl,KCl 4-10%

Eudestin (hboâng) Glysin (ñ.naønh) Archin (ñphoäng) Huyeát thanh

Prolamin

M = 26000 – 40000

Ethanol 70-80%

Gliadin (l.mì) Hordein (ñ maïch) Zein (baép)

Glutelin

M töø 50000 ñeán vaøi trieäu danton

Kieàm, acid loaõng (0,2 – 2%)

Glutelin (luùa mì), Orizenin (luùagaïo)

Protamin

M = 8000–10000 Tính kieàm maïnh do chöùa 60 – 80% Arg

Nöôùc vaø caùc loaïi Nhaân teá baøo khaùc Phaán hoa Tinh dòch caù

Histon

Protein kieàm

nt

Nhaân teá baøo 41

PROTEIN

Phaân loaïi theo thaønh phaàn hoaù hoïc 2. Protein phöùc taïp

Ngoaøi a.a coøn coù caùc nhoùm ngoaïi

Protein

Nhoùm ngoaïi

Nucleoprotein

Acid nucleic – a.a kieàm

Nhaân vaø ribosome

Glucoprotein

Glucid – lk ñoàng hoaù trò

Moâ lieân keát, maùu, hoocmon

Lipoprotein

Lipid

Phosphoprotein

Phaân boá

Huyeát töông, maøng tbaøo, oùc, söõa

Phosphoric - lk ester vôùi Söõa, tröùng,…

-OH cuûa Ser, Thr

Metaloprotein

Kim loaïi

Cromoprotein

Nhoùm phöùc maøu

Hemoglobin, enzym, …

Rodopsin, Flavon,…

42

Protein Nucleoprotein

Phi protein Acid nucleic

Ñaëc ñieåm

Toàn taïi

Gaén vaøo caùc a.a kieàm

Nhaân vaø ribosom

Mucoprotein

Glucid vaø moät soá acid

Glycoprotein: lkeátProGlu laø lkeát ñoàng hoùa trò Mucoid(muxin): lieân keát P-Glucid laø lieân keát ion

Moâ lieân keát, maùu, hormon Nöôùc mieáng

Lipoprotein

Lipid: triglyceride phosphatid

Vaän chuyeån lipid

huyeát töông, maøng tbaøo, hdieäp luïc, oùc, söõa,…

Phosphoprotein

Acid phosphoric

Lkeát ester vôùi -OH cuûa Ser hay Thr

Casein (söõa), Vitelin, vitelinin, photvitin (tröùng)

Metalo-protein

Kim loaïi: Fe, Mg, Cu, Zn, …

Vchuyeån, döï tröõ kim loaïi; Coenzym

Hemoglobin

Cromo-protein

Chaát maøu

quang hôïp, h haáp, phöùng oxyhoùa khöû

Hemoglobin (ñoû) Rodopsin (vaøng, n. ngoaïi caroten) 43

Phaân loaïi theo giaù trò dinh döôõng

1.Protein hoaøn haûo:

PROTEIN

ñuû a.a khoâng thay theá, tyû leä thích hôïp (tröùng, söõa)

2. Protein khoâng hoaøn haûo: Khoâng ñuû a.a khoâng thay theá rau traùi, Lysine (nguõ coác); Met (ñaäu); Try (baép)

3. Protein keùm hoaøn haûo:

ñuû a.a khoâng thay theá tyû leä khoâng thích hôïp

44

PROTEIN

Tính chaát vaät lyù 1. Hình daïng Caàu :

truïc nhoû / truïc lôùn = 4,5 – 20; protein chöùc naêng; deã tan trong nöôùc

Sôïi:

daøi / roäng = haøng traêm, haøng nghìn; khoâng tan trong nöôùc (keratin, fibroin,…)

Trung gian:

kích thöôùc trung bình

2. Khoái löôïng phaân töû

100 – 500 acid amin M = 17000 – 68000

45

PROTEIN

Tính chaát vaät lyù

Khoái löôïng phaân töû moät soá loaïi protein Protein

M

Protein

M

Citocrom C

11.600

Hemoglobin

64.500

Ribonuclea

12.700

Albumin huyeát thanh

69.000

Liozim

14.400

Hexokinase

96.000

Mioglobin

17.800

Lactatdehydrogenase

150.000

Tripsine

24.000

Catalase

250.000

Bromelin

25.000

Urease

483.000

Pepsine

36.000

Miozin

620.000

Albumin tröùng

44.000

Virus thuoác laù

40.590.00 0 46

Tính chaát vaät lyù 3. Tính khueách taùn

PROTEIN Khueách taùn chaäm Khoâng ñi qua maøng thaåm tích ñöôïc

4. Tính chaát quang hoïc Khueách taùn aùnh saùng: 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 47

PROTEIN

Tính chaát hoaù lyù Tính ñieän ly löôõng cöïc pI cuûa protein phuï thuoäc vaøo tính ñieän ly cuûa caùc a.a thaønh phaàn Protein

pI

Protein

pI

Pepxin

1.0

Tripxin

10.5

Gelatin

4.9

Citocrom

10.6

Albumin tröùng

4.6

12.0

Alb.huyeát thanh

4.9

Prolamin Hemoglobin

Cazein

4.7

Ribonuclease

7.8

Globulin

5.2

6.8

48

Caùc phaûn öùng ñaëc tröng

PROTEIN

1. Phaûn öùng Biure Töø 2 Lk peptide trôû leân môùi coù phaûn öùng naøy Taïo phöùc tím hoàng vôùi CuSO4 trong moâi tröôøng kieàm Cöïc ñaïi haáp thu taïi 540 nm

2. Phaûn öùng Lorry Thuoác thöû Lorry chöùa LiSO4 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 tím

49

Tính chaát coâng ngheä

PROTEIN

Laø nhöõng tính chaát cuûa protein gaây ra nhöõng bieán ñoåi trong quaù trình baûo quaûn vaø cheá bieán

1. Tính hydrat hoùa Khaû naêng keát hôïp vôùi nöôùc, khoâng hoøa tan, tröông nôû.

Nöôùc - nhoùm haùo nöôùc treân beà maët cuûa protein taïo thaønh moät lôùp maøng hydrat daøy 3A

50

PROTEIN

Tính chaát coâng ngheä 2. Tính hoøa tan keát tuûa

Nhôø lôùp voû hydrat, caùc ptöû protein tröôït vaø phaân taùn trong nöôùc

Tính hoøa tan cuûa protein phuï thuoäc nhieàu yeáu toá : [1] pH :Taïi pI, tính tan cuûa protein thaáp nhaát [2] Nhieät ñoä: nhieät ñoä > nhieät ñoä bieán tính [3] Dung moâi: haèng soá ñieän moâi Dung moâi laøm taêng hsñm cuûa dd thì ñoä tan taêng Dung moâi laøm giaûm hsñm cuûa dd thì ñoä tan giaûm Nguyeân nhaân: dmoâi haùo nöôùc, phaù vôõ lôùp voû hydrat loaïi dmoâi thì tính tan trôû laïi nhö cuõ [4] Noàng ñoä muoái trung tính: taïi ñieåm muoái tích ñoä hoaø tan cuûa protein ñaït cao nhaát (NH4−)2SO4− > MgCl2 > NH4Cl > NaCl > KCl 51

Tính chaát coâng ngheä

PROTEIN

3. Söï bieán tính Bieán tính laø söï thay ñoåi caáu truùc khoâng gian cuûa protein döôùi taùc ñoäng cuûa moâi tröôøng, daãn ñeán söï thay ñoåi caùc tính chaát ban ñaàu cuûa protein Caáu truùc baäc 2,3,4 thay ñoåi; caáu truùc baäc 1 khoâng ñoåi Bieán tính thuaän nghòch – Bieán tính khoâng thuaän nghòch

52

Tính chaát coâng ngheä

PROTEIN

3. Söï bieán tính Tính chaát protein sau khi bieán tính:

Ñoä hoøa tan giaûm; Khaû naêng hydrat hoùa giaûm; Maát hoaït tính sinh hoïc; Deã bò thuûy phaân hôn; Ñoä nhôùt dung dòch taêng

Caùc taùc nhaân gaây bieán tính: [1] Nhieät ñoä : taêng 10 0C thì toác ñoä bieán tính taêng 600 laàn Bieán tính do nhieät ñoä cao: > 60 0C Bieán tính do nhieät ñoä thaáp: [2] pH: [3] Muoái kim loaïi: Na, K < Mg < Cu, Fe,..

[4] Hôïp chaát höõu cô: ure, guanidine, chaát hoaït ñoäng beà maët phaù huyû lieân keát Hydro; caùc chaát khöû phaù huûy lieân keát disulfur,…

[5] Böùc xaï: tia böùc xaï γ, α, UV, sieâu aâm (disulfur, lkeát ion,…)

[6] Cô hoïc: nhaøo, troän, caùn, ñaùnh,…

53

PROTEIN

Tính chaát coâng ngheä 4. Khaû naêng taïo gel Caáu truùc maïng gel: bieán tính duoãi maïch; taïo caùc nuùt maïng; coù khaû naêng giöõ nöôùc Caùc lieân keát taïi nuùt maïng:

Ñieàu kieän taïo gel:

hydro (ñoä deûo); disulfur, kî nöôùc (gel chaéc, beàn); tónh ñieän (caàu noái ngang)

Nhieät ñoä : gia nhieät ; haï nhieät ñeå coù nhieàu lk Hydro Acid hoùa, kieàm hoùa nheï ñeå gel chaéc hôn Caùc chaát ñoàng taïo gel (polysaccharide) laøm caàu noái giöõa caùc haït, taêng ñoä deûo 54

Tính chaát coâng ngheä

PROTEIN

5. Khaû naêng taïo boït

Heä boït laø heä phaân taùn khí trong pha lieân tuïc.

Kem, boït bia, baùnh mì,…

Maøng boït thöôøng caáu taïo töø protein bieán tính, moûng;

Boït chöùa khoâng khí hay CO2.

Ñoä beàn maøng boït quyeát ñònh ñoä beàn heä boït

6. Khaû naêng taïo sôïi Protein bieán tính, duoãi maïch, taïo lieân keát ngang doïc theo chieàu daøi sôïi pp Gia coá ñoä beàn sôïi protein taïi pI, Boå sung polysaccharide aùi nöôùc ñeå taêng soá lk hydro 55

Tính chaát coâng ngheä

PROTEIN

7. Khaû naêng haáp phuï

Do beà maët phaân töû lôùn laïi coù nhieàu loã hoång do caáu truùc khoâng gian neân tröôøng löïc phaân töû lôùn coù khaû naêng haáp phuï caùc chaát K.L,R khaùc nhau ÖÙng duïng: ñònh höông

8. Khaû naêng taïo nhuõ Heä nhuõ töông: daàu/nöôùc – nöôùc/daàu Nhuõ töông beàn: caùc haït nhoû phaân taùn toát vaø khoâng nhaäp laïi vôùi nhau thaønh nhöõng gioït lôùn taùch ra.

Caùch taïo nhuõ beàn: Cho chaát ñieän ly voâ cô taêng löïc ñaåy traùi daáu (K2CO3; Na2CO3); Theâm caùc chaát hoaït ñoäng beà maët; Theâm caùc chaát cao phaân töû coù khaû naêng hoøa tan trong pha lieân tuïc ñeå taïo ñoä nhôùt cao.

56

Tinh saïch protein

PROTEIN

Nhöõng ñieàu caàn chuù yù khi taùch vaø tinh cheá protein

Luoân giöõ nhieät ñoä thaáp (-100C)

Traùnh pH quaù cao hay quaù thaáp

Phaûi tieán haønh nhanh khi söû duïng caùc dung moâi höõu cô

Neáu thu nhaän protein thöôøng, phaûi voâ hoaït enzym traùnh phaûn öùng thuûy phaân.

1. Phaù huûy teá baøo vaø ruùt chieát protein Cô hoïc : nghieàn vôùi caùt, maùy nghieàn, ñoâng laïnh, Hoaù hoïc : acetone, ethylic, glycerine, Hoaù lyù : thaåm thaáu khueách taùn, thaåm tích,…

Sinh hoïc : enzym celullase 57

Tinh saïch protein

PROTEIN

2. Phöông phaùp taùch hoãn hôïp protein Khoái löôïng phaân töû: laéng, ly taâm sieâu toác Tính hoøa tan: ñieàu khieån baèbg dung moâi, muoái,…

Haáp phuï : saéc kyù coät, HPLC, saéc kyù ñieän di

3. Protein concentrate vaø isolate

Protein concentrate chöùa 65% protein, moät laàn taùch protein

Protein isolate chöùa 90% protein, qua hai laàn taùch protein 58

PROTEIN Ñaäu naønh Xay boät Taùch beùo Chænh pI=4,6

Soya Protein Concentrate

Loïc

Thành phần 1) Protein > 69% 2) Fat < 1% 3) Cellulose < 5% 4) Tro < 6% 5) Ẩm < 8%

Saáy P. Conc

59

Ñaäu naønh Xay boät Taùch beùo Chænh pH=10 Loïc baõ

Baõ

Chænh pI=4,6 Loïc

90 - 91% Protein

Saáy P. isolate

60

Bieán ñoåi protein trong CNCBTP 1. Phaûn öùng thuûy phaân

PROTEIN

Protein Polypeptids Peptids Peptone Acid amin

Taùc nhaân thuûy phaân laø H+; OH-; enzym protease Protease: bromelin, papain, neutrase, pepsine, tripsine, …

Söû duïng keát hôïp H+ - enzym hay OH- - enzym Cheá bieán: taïo ra raát nhieàu loaïi saûn phaåm (TP hoaøn toaøn – khoâng hoaøn toaøn) Baûo quaûn: taïo ra caùc loaïi peptide gaây vò ñaéng cho saûn phaåm 61

62

PROTEIN

Bieán ñoåi protein trong CNCBTP 2. Phaûn öùng oxy hoùa R

CH

COOH

-CO 2

R

CH2

+H2O

OH

OH R

CH

-CO 2

COOH

R

CH2

NH2

R

CH

COOH

NH2 -NH3

-CO2

R

CHO

O

CH2 N H

CH

CH3

COOH N

NH2

H

Acid Aspartic

Cysteine,Cystine, Methionine

N

Scartol

CH3

CH2

Indol

H

SH

Ethyl mercaptide

CH2OH

CH2

SH

Ethanol mercaptol

63

Bieán ñoåi protein trong CNCBTP

PROTEIN

3. Söï bieán tính

Taïo traïng thaùi caáu truùc saûn phaåm nhö mong muoán trong quaù trình CB (Ñoä xoáp, ñaøn hoài: heä boït (baùnh mì, boâng lan);

Daïng gel: keïo deûo, yaourt, phomai, thòt ñoâng,…;

Daïng nhuõ: xuùc xích)

64

Bieán ñoåi protein trong CNCBTP

PROTEIN

3. Söï bieán tính

Laøm giaûm khaû naêng hoaø tan, 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,…)

65

Bieán ñoåi protein trong CNCBTP

PROTEIN

4. Phaûn öùng Maillard

66