Hóa học thực phẩm sự tạo gel protein

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCMKHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ------BÀI TIỂU LUẬN ĐỀ TÀI: “PHƯƠNG PHÁP TẠO CẤU TRÚC GEL CỦA CÁC PROTEIN TRONG CÁC THỰC PHẨM GIÀU PROTEIN” TIỂU

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

- -BÀI TIỂU LUẬN

ĐỀ TÀI:

“PHƯƠNG PHÁP TẠO CẤU TRÚC GEL CỦA CÁC PROTEIN

TRONG CÁC THỰC PHẨM GIÀU PROTEIN”

TIỂU LUẬN MÔN: Hóa học Thực phẩm

GVHD: Liêu Mỹ Đông Thực hiện: Nhóm 2

TP HCM, tháng 2 năm 2021 NHÓM 2

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, cho chúng em gửi lời cảm ơn đến tất cả các thầy, cô trong khoa đã giúp chúng em có những kiến thức cần thiết để hoàn thành bài tiểu luận của mình

Lời tiếp theo, cho chúng em gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến thầy Liêu Mỹ Đông – người đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ chúng em hoàn thành bài tiểu luận này.Đồng thời, cho chúng em gửi lời cảm ơn tới tất cả các anh chị khóa trước, các thầy cô đang giảng dạy, các bạn sinh viên trong lớp Hóa học Thực phẩm Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm đã có những ý kiến đóng góp giúp chúng em hoàn thành bài tiểu luận của mình

Cuối cùng chúng em xin gửi lời chúc đến tất cả các thầy cô, anh chị và các bạn có sức khỏe, làm việc tốt

Nhóm tác giả

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

NỘI DUNG 2

CHƯƠNG 1: ĐỊNH NGHĨA PROTEIN 2

CHƯƠNG 2: PHÂN BIỆT MỘT SỐ HIỆN TƯỢNG TƯƠNG TỰ VỚI SỰ TẠO GEL 3

CHƯƠNG 3: GEL PROTEIN 4

3.1 Định nghĩa 4

3.2 Điều kiện tạo gel 4

3.3 Cơ chế tạo gel 5

CHƯƠNG 4: CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH TẠO GEL 7

4.1 Kiểu protein 7

4.2 Nồng độ protein 7

4.3 Nhiệt độ 7

4.4 Các yếu tố khác 7

CHƯƠNG 5: ỨNG DỤNG CẤU TRÚC GEL TRONG SẢN PHẨM THỰC PHẨM 8

5.1 Sản xuất phomat từ nguyên liệu sữa 8

5.2 Sản xuất giò lụa 8

5.3 Sản xuất đậu hủ 9

KẾT LUẬN 10

TÀI LIỆU THAM KHẢO 11

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Từ lâu thực phẩm đã là phần không thể thiếu trong đời sống con người Cùng với tính thiết yếu đó ngành công nghiệp thực phẩm đã ra đời và phát triển với mục đích là tạo nên nhưng sản phẩm thực phẩm dinh dưỡng, an toàn để phục

vụ con người Sự phát triển của khoa học nói chung và khoa học ứng dụng trong thực phẩm nói riêng đã cho chúng ta có những hiểu biết sâu sắc về hợp phần, cấu trúc, biến đổi trong quá trình chế biến và sử dụng thực phẩm Mà trong đó cấu trúc sản phẩm là 1 yếu tố trước tiên tác động lên con người khi tiếp xúc với sản phẩm thực phẩm Trong các cấu trúc của thực phẩm, cấu trúc gel là 1 cấu trúc quen thuộc và có rất nhiều sản phẩm thực phẩm có cấu trúc này như giò, phomat …Bài tiểu luận này trình bày về cấu trúc gel và ứng dụng của nó trong thực phẩm

2 Mục đích nghiên cứu

- Tìm hiểu về cấu trúc gel của protein trong thực phẩm giàu protein.

- Ứng dụng gel của protein trong thực phẩm giàu protein

3 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu định nghĩa, điều kiện, cấu tạo của gel và các yếu tố ảnh hưởng

đến quá trình tạo gel

- Nghiên cứu ứng dụng gel của protein trong thực phẩm giàu protein.

4 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu tài liệu về cấu trúc gel của protein trong thực phẩm giàu protein , các tài liệu ví dụ về cấu trúc gel của protein

- Tham khảo ý kiến thầy cô và tìm kiếm thông tin trên mạng internet

1

NỘI DUNG CHƯƠNG 1: ĐỊNH NGHĨA PROTEIN

Protein hay còn gọi là chất đạm, là những phân tử sinh học hay đại phân

tử, chứa một hoặc nhiều mạch các acid amin, liên kết với nhau bởi liên kết

peptid Các protein khác nhau chủ yếu do về trình tự các acid amin khác nhau,

trình tự này do các nucleotide của gen quy định.Trong tự nhiên có khoảng 20

acid amin, trong đó có 9 acid amin thiết yếu cơ thể không tự tạo ra được mà phải

cung cấp từ bên ngoài, số còn lại gọi là acid amin không thiết yếu vì cơ thể có

thể tự tổng hợp được

2

Hình 1.1 Hình ảnh minh họa

CHƯƠNG 2: PHÂN BIỆT MỘT SỐ HIỆN TƯỢNG TƯƠNG TỰ VỚI SỰ TẠO

GEL

Ta cũng cần phân biệt sự tạo gel với các hiện tượng khác tương tự như sự liên hợp , sự tập hợp , sự trùng hợp , sự kết tủa , sự kết tụ và sự đông tụ

- Các phản ứng liên hợp protein thường có quan hệ với các biến đổi ở mức

dưới đơn vị hoặc ở mức phân tử trong khi đó các phản ứng trùng hợp hóa hoặc tập hợp hóa lại tạo ra các phức hợp có kích thước lớn

- Kết tủa là các phản ứng tập hợp nhưng kèm theo mất hoàn toàn hoặc một

phần khả năng hòa tan

- Kết tụ là các phản ứng tập hợp không trật tự nhưng protein không bị biến

tính Hiện tượng này xảy ra do các lực đẩy tĩnh điện giữa các mạch polypeptit bị triệt tiêu

- Các phản ứng tập hợp mất trật tự xảy ra do biến tính và các phản ứng tập

hợp xảy ra do tương tác protein – protein chiếm ưu thế so với các tương tác protein – dung môi sẽ dẫn đến một khối lượng lớn và thô , gọi là sự đông tụ

3

Hình 2.1 Hình nh minh ả h aọ

CHƯƠNG 3: GEL PROTEIN 3.1 Định nghĩa

Khi các phân tử protein bị biến tính tập hợp lại thành một mạng lưới không gian theo trật tự thì đó được gọi là hiện tượng tạo gel protein

3.2 Điều kiện tạo gel

Trong phần lớn các trường hợp, gia nhiệt là cần thiết cho việc tạo gel Đôi khi cũng có thể làm lạnh bên trong hoặc axit hóa nhẹ Cho thêm muối đặc biệt là ion Ca2+ có thể cần thiết để làm tăng tốc độ tạo gel hoặc tăng độ cứng của gel (đối với trường hợp protein đậu nành, lactoserum, serum albumin)

Nhiều protein có thể tạo gel mà không cần đun nóng, chỉ nhờ thủy phân nhẹ bằng enzyme (mixen casein, lòng trắng trứng, fibrin), đơn giản là có thể cho thêm Ca2+ (mixen casein) hay từ môi trường kiềm đưa về pH trung tính hoặc pI đẳng điện

Trong khi nhiều gel được hình thành từ protein trong dung dịch, một số hệ phân tán trong nước hoặc dung dịch muối ăn của protein ít hoặc không tan trong nước cũng có thể tạo thành gel Như vậy, tính tan của protein không phải lúc nào cũng cần thiết cho sự tạo gel Sự gia nhiệt, trong đa số trường hợp là rất cần thiết cho quá trình tạo gel Việc làm lạnh sau đó cũng cần thiết và đôi khi một sự axit hoá nhẹ nhàng cũng có ích Thêm muối (đặc biệt là ion canxi) có thể cũng cần, hoặc là để tăng tốc độ tạo gel hoặc để gia tăng độ cứng cho gel

4

Hình 3.1 Hình nh minh h a ả ọ

Nhiều gel cũng có thể được tạo ra từ protein dịch thể (lòng trắng trứng, dịch đậu tương), từ các thể protein không tan hoặc ít tan phân tán trong nước hoặc trong muối (collagen, protein tơ cơ, isolate (dịch đậm đặc) đậu tương) từng phần hoặc toàn bộ bị biến tính Như vậy độ hoà tan của protein không phải luôn luôn cần thiết cho sự tạo gel

3.3 Cơ chế tạo gel

Cơ chế và các phản ứng liên quan đến việc hình thành mạng lưới protein 3 chiều đặc trưng của gel hiện vẫn chưa được hiểu biết một cách hoàn toàn

Khi protein bị biến tính thì các cấu trúc bậc cao bị phá hủy, liên kết giữa các phân tử bị đứt, mạch peptit bị dãn ra, các nhóm ban đầu ẩn ở phía trong bây giờ xuất hiện ra ngoài Các mạch polypeptit đã bị duỗi ra (trong điều kiện gia công nhất định) trở nên gần nhau, tiếp xúc với nhau và liên kết lại với nhau mà mỗi vị trí tiếp xúc là một nút, phần còn lại hình thành mạng dưới không gian 3 chiều vô định hình, rắn, trong đó có chứa đầy pha phân tán (H2O) Các nút mạng lưới có thể được tạo ra do tương tác giữa các nhóm kị nước Khi các nhóm này gần nhau tương tác với nhau hình thành ra liên kết hydrophop (kị nước hay ưu béo), các phân tử nước bao quanh chúng bị đẩy ra và chúng có khuynh hướng tụ lại Tương tác ưa béo thường được ổn định và tăng cường khi tăng nhiệt độ, làm cho các mạch polypeptit sít lại gần nhau hơn, khiến các khối gel trở nên cứng hơn

Các nút lưới có thể được tạo ra do liên kết hydro giữa các nhóm peptit với nhau, giữa các nhóm -OH của serin, treonin, hoặc tirozin với các nhóm –COOH của axit glutamic hoặc axit aspartic Liên kết hydro là liên két yếu, tạo ra một độ linh động nào đó giữa các phân tử với nhau, do đó làm cho gel có được một độ dẻo nhất định Khi gia nhiệt các liên kết hydro bị đứt và gel bị nóng chảy ra Khi

để nguội (và nhất là khi ở gần 00C) cầu hydro lại tái lập và càng được tăng cường

Các nút lưới trong gel củng có thể do cac liên kết tĩnh điện, liên kết cầu nối giữa các nhóm tích điện ngược dấu hoặc do liên kết giữa các nhóm tích điện cùng dấu qua các ion đa hóa trị như Ca2+

5

Các nút lưới còn có thể do các liên kết disunful tạo nên Trường hợp này, gel rất chắc và bền Ở nồng độ protein cao, khả năng tiếp xúc giữa các phân tử

protein lớn, các phản ứng protein – protein xảy ra dễ dàng Trong trường hợp này quá trình gel hóa có thể xảy ra trong các điều kiện bình thường, ví dụ không cần đun nóng, ở xa pH đẳng điện…

6

Hình 3.2 Hình nh minh h aả ọ

CHƯƠNG 4: CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH TẠO GEL 4.1 Kiểu protein

Protein cơ ở vị trí khác nhau, khi tạo gel cho cấu trúc khac nhau Chẳng hạn, gel từ myosin ở cơ ức gà cao hơn ở cơ đùi gà Gel từ myosin ở cơ thịt đỏ tốt hơn ở cơ thịt trắng

Protein myosin trong ức gà 4.2 Nồng độ protein

Quyết định độ bền và khả năng giữ nước của protein Nồng độ protein càng cao, gel càng cứng và bền Nếu nộng độ quá thấp có khả năng gel không hình thành

4.3 Nhiệt độ

Nhiệt độ càng thấp => tạo nhiều lien kết hydro => gel nhiều hơn

4.4 Các yếu tố khác

- Axid hóa hoặc kiềm hóa nhẹ => pH sấp sĩ bằng pI => gel tạo thành chắc hơn

- Các chất đồng tạo gel như polysaccharide làm cầu nối giữa các hạt => gel

có độ cứng và đàng hồi cao hơn

7

CHƯƠNG 5: ỨNG DỤNG CẤU TRÚC GEL TRONG SẢN PHẨM THỰC

PHẨM

Có rất nhiều sản phẩm thực phẩm có cấu trúc gel, được sản xuất từ nhiều loại nguyên liệu khác nhau như thịt cá sữa… làm cho các sản phẩm này tăng cao

về khả năng hấp thụ của cơ thể, về tính chất cảm quan,…

5.1 Sản xuất phomat từ nguyên liệu sữa

Sự đông tụ sữa bằng renin là quan trọng nhất, đây là quá trình tạo cấu trúc gel cho sản phẩm.kết quả của quá trình này là sự đông tụ tạo thành canxi paracaseinat –dưới dạng gel

5.2 Sản xuất giò lụa

Gel protein từ thịt.Khả năng tạo gel bởi nhiệt của các protein myofibril (tơ

cơ), thêm sự có mặt của muối trung tính

8

Hình 5.1 Hình ảnh minh họa

Hình 5.2 Hình ảnh minh họa

5.3 Sản xuất đậu hủ

Gel từ protein đậu nành, tạo cấu trúc gel đặc trưng nhờ nước chua tự nhiên, muối MgCl2, CaCl2, CaSO4, axit lactic, axit acetic…

9

Hình 5.3 Hình ảnh minh họa

KẾT LUẬN

Về việc nghiên cứu phương pháp tạo cấu trúc gel của protein trong các thực phẩm giàu protein sẽ giúp cho chúng ta hiểu rỏ hơn đặc cũng như vai trò của các loại gel protein

và cũng là một căn cứ để phát triển các sản phẩm trong tương lai

Thông qua đề tài này giúp chúng ta biết được quá trình tạo GEL cũng như các nhân tố quan trọng góp phần ảnh hưởng đến đặc tính của từng loại GEL Từ đó ta có thể dựa vào các nhân tố quan trọng này để nâng cấp quá trình bảo quản, cũng như các giá trị dinh dưỡng cao nhằm đem lại lợi ích cho người tiêu dùng hiện nay

10

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Lê Ngọc Tú(chủ biên), Bùi Đức Hợi, Lưu Duẩn, Ngô Hữu Hợp, Dặng Thị Thu, Nguyễn Trọng Cẩn – Hóa học thực phẩm – nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật - Hà Nội – 2013

2 Lê Ngọc Tú (chủ biên), Lưu Duẩn, Đặng Thị Thu, Lê Thị Cúc, Lâm Xuân Thanh, Phạm Thu Thùy – Biến hình sinh học các sản phẩm từ hạt – Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật - Hà Nội – 2000

3 Lâm Xuân Thanh – Giáo trình công nghệ các sản phẩm sữa – nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật – Hà Nội

4 Lê Văn Hoàng – Cá thịt và chế biến công nghiệp – Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật – Hà Nội – 2004

11