TIỂU LUẬN môn hóa học THỰC PHẨM đề tài ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM của PROTEIN BIẾN TÍNH

Các nút mạng liên kết với nhau tạo thành mạng lưới không gian ba chiều, trong đó có chứa các phân tử của pha phân tán nước tạo thành một hệ đồng nhất gọi là gel.. Gel được hình thành với

BỘ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BÀI TIỂU LUẬN MÔN:

HÓA HỌC THỰC PHẨM

ĐỀ TÀI:

ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM CỦA PROTEIN BIẾN TÍNH

GVHD: Lê Thị Thúy Hằng LỚP: 10DHTP4

NHÓM THỰC HIỆN: Nhóm 6

1 Nguyễn Hoàng Hiếu 2005191089

2 Nguyễn Chí Hào 2005191079

3 Nguyễn Quốc Huy 2005191109

4 Trần Thị Diễm Trinh 2005191324

LỜI MỞ ĐẦU

Đặc điểm của cơ thể sống là trao đổi vật chất thường xuyên giữa cơ thể với môi trường bên ngoài Cơ thể lấy oxy, nước và thức ăn từ môi trường Thức ăn của con người là sự phối hợp các thành phần dinh dưỡng có trong thực phẩm và nước một cách cân đối, thích hợp với nhu cầu cơ thể Các chất dinh dưỡng cơ bản là những chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể sống, bao gồm các chất sinh năng lượng như protein, lipid, glucid và các chất vi lượng khác như các vitamin, các khoáng chất và nước Protein là thành phần dinh dưỡng quan trọng nhất, chúng có mặt trong thành phần của nhân và chất nguyên sinh của các tế bào Vì vậy, hằng ngày cần ăn vào một lượng đầy đủ protein cho việc duy trì sự sống, sự sinh trưởng, phát triển, sinh sản và cho quá trình lao động và học tập Có thể thấy rằng, Protein đóng vai trò then chốt cả trong sự sống

và nhu cầu dinh dưỡng của con người Đặc biệt, khi khoa học công nghệ ngày càng phát triển mạnh mẽ, việc nghiên cứu và nắm bắt được các tính chất, kiến thức và ứng dụng của Protein ngày càng trở nên quan trọng hơn Cũng chính vì thế, nhóm em đã chọn đề tài “Ứng dụng trong công nghệ thực phẩm của Protein biến tính” Dựa trên các

dữ liệu và thông tin thu thập được, bài tiểu luận nhằm mục đích phân tích các ứng dụng của protein biến tính trong lĩnh vực thực phẩm Đồng thời, giải thích các cơ chế hình thành, nguyên nhân và nguyên lí hoạt động của các ứng dụng đó Trong quá trình tìm hiểu và thực hiện chắc chắn sẽ vẫn còn rất nhiều thiếu sót Nhóm em rất mong nhận được sự đánh giá, nhận xét, góp ý của cô để bài tiểu luận này được hoàn chỉnh hơn

MỤC LỤC

1 Khả năng tạo gel 3

1.1 Khái niệm về hệ Gel 3

1.2 Khái niệm về Gel Protein 3

1.3 Điều kiện tạo gel 5

2 Khả năng tạo nhũ 6

2.1 Khái niệm hệ nhũ tương 6

2.2 Tính chất hệ nhũ tương 6

2.3 Phương pháp nhũ hóa 7

3 Khả năng tạo bọt 8

3.1 Khái niệm bọt thực phẩm 8

3.2 Phương pháp làm bền bọt 8

4 Khả năng cố định mùi 9

NỘI DUNG

1 Khả năng tạo gel

1.1 Khái niệm về hệ Gel

Một hệ gel là trạng thái mà chất lỏng và rắn phân tán vào nhau, trong đó mạng lưới chất rắn chứa các thành phần chất lỏng kết dính lại tạo thành gel

1.2 Khái niệm về Gel Protein

Khi phân tử protein bị biến tính, cấu trúc bậc cao (cấu trúc bậc 2,3,4) bị phá hủy, mạch phân tử bị giãn ra, các cấu tạo hóa học trước đây có thể nằm ẩn bên trong bây giờ xuất hiện ra ngoài Các mạch polypeptid bị duỗi ra có thể tiếp xúc với nhau và liên kết với nhau tại các vị trí gọi là nút mạng, tạo thành dạng không gian ba chiều hình mạng lưới Tại các vị trí tiếp cận gần nhau (nút mạng) có thể hình thành các liện kết bền hoặc không bền:

 Liên kết bền như sự hình thành cầu canxi (R1-Ca-R2), cầu disulfua (R1-S-S-R2)

 Liên kết không bền như liên kết hydrro, liên kết tĩnh điện, tương tác giữa các nhóm kỵ nước

Các nút mạng liên kết với nhau tạo thành mạng lưới không gian ba chiều, trong đó

có chứa các phân tử của pha phân tán (nước) tạo thành một hệ đồng nhất gọi là gel

Gel là một trạng thái cấu tạo của sản phẩm Các loại gel khác nhau có độ mềm, dẻo khác nhau

Gel được hình thành với cấu tạo mạng lưới không gian ba chiều với các nút mạng có các liên kết bền thường cứng, khó bị phá vỡ khi gia nhiệt

Gel được hình thành với cấu tạo mạng lưới không gian ba chiều với các nút mạng có các liên kết không bền như liên kết hydro có độ mềm dẻo và bị phá vỡ khi gia nhiệt, nghĩa là khi gia nhiệt gel bị nóng chảy

Tóm lại, khi các phân tử protein bị biến tính tập hợp lại thành mạng lưới không gian

có trật tự gọi là sự tạo gel Các sản phẩm thực phẩm có dạng gel protein như: giò, chả, phomat, bánh mì…

Yếu tố cần thiết để hình thành dạng gel là phải làm biến tính protein Người ta thường gia nhiệt, hoặc tác động cơ học (như giã giò, nhồi bột bánh mì) để phá vỡ cấu trúc bậc cao của các phân tử protein và tạo điều kiện để chúng thiết lập nên một trạng thái trật tự mới - trạng thái gel

1.3 Điều kiện tạo gel

Nhiệt độ thường là yếu tố cần thiết đầu tiên để tạo gel Người ta thường làm lạnh sau khi gia nhiệt để tạo nhiều liên kết Hydro cho kết cấu của gel được bền hơn

Đôi khi acid hay kiềm hóa để đưa pH của protein về điểm đẳng điện (pHpI) làm cho gel bền chắc hơn

Thêm các chất đồng tạo gel như Polysaccharide để làm cầu nối giữa các hạt, tạo độ cứng và đàn hồi cho hệ

2 Khả năng tạo nhũ

2.1 Khái niệm hệ nhũ tương

Về bản chất, nhũ tương là một hệ phân tán cao của hai hay nhiều chất lỏng không tan hoặc ít tan được vào nhau Gồm pha bị phân tán có dạng những giọt nhỏ và pha còn lại ở dạng pha liên tục

Phần lớn nhũ tương thực phẩm là kiểu dầu trong nước và nước trong dầu:

Nhiều nhũ tương còn có các bọt khí hoặc chất rắn phân tán trong hệ.

2.2 Tính chất hệ nhũ tương

Nhũ tương là hệ không bền vững tập hợp vì có năng lượng tự do lớn; các hạt nhũ tự

ý liên kết lại với nhau lại thành các hạt lớn hơn và cuối cùng hệ tách ra thành 2 lớp

Quá trình phá hủy nhũ tương gồm:

 Sự nổi lên hoặc lắng xuống của các giọt dưới ảnh hưởng của trọng lực

 Sự kết tụ của các giọt dẫn đến sự giảm đột ngột điện tích nên kéo theo làm giảm các lực đẩy tĩnh điện giữa các giọt (thường xảy ra khi thay đổi pH và lực ion)

Từ đó làm tăng kích thước bên ngoài của các giọt và làm tăng tốc độ phân lớp

 Sự sa lắng, sự kết tụ và các va chạm do chuyển động Brown hoặc chuyển động khuấy khác sẽ làm cho các giọt gần lại nhau, làm tăng tốc độ phân lớp

2.3 Phương pháp nhũ hóa

Để khắc phục sự phân lớp của hệ nhũ trương, có các phương pháp sau:

 Cho các chất điện ly vô cơ vào để làm cho các giọt tích điện và đẩy nhau

 Bổ sụng các chất hoạt động bề mặt có cấu trúc lưỡng cực để làm giảm sức căng

bề mặt giữa 2 pha

 Cho thêm các chất có phân tử lượng lớn hòa tan được trong pha liên tục như polysaccharide để làm tăng độ nhớt của pha liên tục, làm cho các giọt không hợp lại được với nhau để phân lớp

 Cần bổ sung thêm protein vào hệ nhũ tương để chúng hấp phụ vào bề mặt liên pha sẽ giữ cho các giọt luôn ở trạng thái phân tán Khi protein được hấp thụ vào

bề mặt liên pha sẽ tạo những tính chất cơ lý như độ nhớt, độ đàn hồi, có tác dụng bảo vệ các giọt làm cho chúng không hợp lại với nhau được Ngoài ra, phụ thuộc vào pH môi trường, protein có thể mang điện tích, khi chúng hấp thụ trên

bề mặt liên pha sẽ tạo lực đẩy tĩnh điện làm cho hệ nhũ tương bền hơn

Nhiều sản phẩm thực phẩm là những nhũ tương như: sữa, kem, bơ, cheese, lỏng đỏ trứng… đều do Protein làm bền cấu trúc

3 Khả năng tạo bọt

3.1 Khái niệm bọt thực phẩm

Bọt thực phẩm là hệ phân tán các bong bóng bọt trong một pha liên tục có chứa 1 chất hoạt động bề mặt hòa tan

Bong bóng khí có thể chứa CO2hoặc không khí; pha liên tục có thể là chất lỏng hoặc chất nửa rắn

3.2 Phương pháp làm bền bọt

Do áp suất bên trong bóng bọt cao hơn áp suất bên ngoài nên bóng bọt thường dễ

vỡ Muốn cho bóng bọt được bền thì màng mỏng bao quanh bóng bọt phải đàn hồi và không thấm khí Khi có mặt của protein thì chúng sẽ hấp thụ lên bề mặt liên pha (giữa pha khí và pha lỏng) sẽ làm cho màng mỏng bao quanh bóng bọt có được tính đàn hồi

và không thấm khí, giữ hệ bọt được bền Các chất tạo bọt thường là protein: lòng trắng trứng, protein đậu tương…

4 Khả năng cố định mùi

Protein có khả năng cố định được các chất mùi Các chất có mùi thường là những chất dễ bay hơi Các protein có thể hấp phụ lý học hoặc hấp phụ hóa học với các chất mùi

Về hấp phụ lý học, các protein hấp phụ các chất có mùi thông qua lực tương tác giữa các phân tử Van der Waal

Về hấp phụ hóa học, các protein hấp phụ các chất có mùi qua liên kết đồng hóa trị

và liên kết tĩnh điện, liên kết Hydro, tương tác kỵ nước với các amino acid không cực:

 Với các chất mùi bay hơi, có cực như rượu thường được đính vào các protein bằng liên kết Hydro

 Với các chất bay hơi có khối lượng phân tử thấp, thường được cố định vào các gốc amino acid không cực qua tương tác kỵ nước

 Các chất mùi là Aldehyde, Ceton hay các chất có nhóm NH2 thì được cố định vào Protein qua liên kết đồng hóa trị

Nhờ vào khả năng cố định mùi của protein mà người ta có thể truyền tải mùi thịt vào protein thực vật đã được tạo hình sẵn

5 Câu hỏi củng cố

1 Gel Protein là mạng lưới không gian _?

A Có trật tự

B Hỗn loạn

C Vô trật tự

D Có quỹ đạo

Đáp án: A

2 Để tạo gel thì Protein phải _?

A Nguyên vẹn

B Biến mất

C Biến thiên

D Biến tính

Đáp án: D

3 Yếu tố nào cần thiết để tạo gel?

A Nhiệt độ

B Ấp suất

C Khối lượng

D Thể tích

Đáp án: A

4 Nhũ tương gồm bao nhiêu pha?

A 1

B 2

C 3

D 4

Đáp án: B

5 Phần lớn nhũ tương thực phẩm là kiểu?

A D/N hoặc N/D

B D/N/D hoặc N/D/N

C D/N hoặc D/N/D

D N/D hoặc N/D/N

Đáp án: A

6 Nhũ tương là hệ _?

A Khá bền

B Không bền

C Bền

D Rất bền

Đáp án: B

7 Có bao nhiêu chất hoạt động bề mặt trong hệ bọt thực phẩm?

A 1

B 2

C 3

D 4

Đáp án: A

8 Protein có bao nhiêu kiểu hấp phụ chất mùi?

A 1

B 2

C 3

D 4

Đáp án: B

9 Protein hấp phụ lý học qua tương tác nào?

A Van der Waals

B Liên kết tĩnh điện

C Liên kết đồng hóa trị

D Cả B và C

Đáp án: A

10 Liên kết nào thuộc kiểu hấp phụ hóa học?

A Van der Waals

B Liên kết tĩnh điện

C Liên kết đồng hóa trị

D Cả B và C

Đáp án: D