bài giảng hóa học thực phẩm

VAI TROØ CUÛA NÖÔÙC : 1. Vai troø cuûa nöôùc trong cô theå : 1) Tham gia vaøo thaønh phaàn caáu truùc cuûa teá baøo: Nöôùc coù theå lieân keát vôùi caùc chaát keo (polime sinh hoïc) taïo daïng hydrat hoùa taïo neân dung dòch keo. Dòch keo laø thaønh phaàn chính cuûa teá baøo. 2) Dung moâi: Nöôùc laø dung moâi hoøa tan caùc chaát trong cô theå vì caùc chaát trong cô theå ñeàu deã hoøa tan vaøo nöôùc vaø laø moâi tröôøng ñeå xaûy ra caùc phaûn öùng hoùa hoïc. 3) Tham gia vaøo caùc phaûn öùng hoùa hoïc trong cô theå: Coù nhieàu phaûn öùng sinh hoïc caàn ñeán nöôùc nhö moät chaát tham gia phaûn öùng: phaûn öùng thuûy phaân, phaûn öùng hydrat hoùa, phaûn öùng oxy hoùa khöû sinh hoïc. 4) Vaän chuyeån: Nhôø tính chaát deã hoøa tan trong nöôùc cuûa caùc chaát, nöôùc ñoùng vai troø vaän chuyeån caùc chaát ñeán caùc cô quan caàn thieát. 5) OÅn ñònh nhieät: Nöôùc giöõ nhieäm vuï ñieàu hoøa thaân nhieät vaø oån ñònh nhieät cho cô theå. Thaân nhieät cuûa moãi loaøi sinh vaät coù khaùc nhau chuùt ít nhöng luùc naøo cuõng phaûi khoâng thay ñoåi. Thaân nhieät cuûa con ngöôøi laø 370C . Nhôø khaû naêng deã bay hôi neân nöôùc coù khaû naêng giaûm nhieät ñoä cho cô theå. 6) OÅn ñònh pH: Do tính ñieän ly yeáu, nöôùc giöõ vai troø cuûa moät chaát ñeäm oån ñònh pH ôû pH trung tính. 7) Baûo veä: + Baûo veä caùc teá baøo, moâ, caùc cô quan, khôùp xöông nhôø phaàn ñeäm nöôùc ôû caùc gian baøo, dòch baøo vaø giöõa caùc teá baøo coù taùc duïng traùnh caùc va chaïm cô hoïc + Qua söï trao ñoåi maø cô theå seõ ñaøo thaûi ñöôïc caùc chaát dö thöøa, caën baõ, chaát ñoäc vaø vi sinh vaät coù haïi ra khoûi cô theå. Moïi bieåu hieän ñaëc tröng cho söï soáng coù theå roái loaïn khi löôïng nöôùc trong teá baøo giaûm tôùi möùc nhaát ñònh, vaø coù theå daãn ñeán caùi cheát khi löôïng nöôùc maát hôn 12 % so vôí troïng löôïng cô theå. Ñaõ coù thí nghieäm cho thaáy raèng moät ngöôøi khoûe maïnh coù theå nhòn aên ñeán 40 ngaøy neáu vaãn ñöôïc uoáng nöôùc , nhöng neáu khoâng ñöôïc uoáng nöôùc thì chöa tôùi 10 ngaøy ñaõ cheát. Thieáu nöôùc seõ nguy hieåm ñeán tính maïng hôn thieáu aên . Söï trao ñoåi nöôùc : − Trong cô theå ngöôøi nöôùc chieám 65 70 % khoái löôïng cô theå, töùc laø moät ngöôøi naëng 70 kg thì trong ñoù 50 kg laø nöôùc. Nöôùc toàn taïi chuû yeáu taïi baép thòt, da, gan. Löôïng nöôùc trong cô theå treû raát cao vaø coù xu theá giaûm daàn trong quaù trình tröôûng thaønh cuûa cô theå. − Cô theå ngöôøi thöôøng xuyeân thöïc hieän quaù trình trao ñoåi nöôùc vôùi moâi tröôøng xung quanh. Moät maët nöôùc ñöôïc haáp thu töø moâi tröôøng ngoaøi, maët khaùc laïi baøi tieát töø cô theå ra moâi tröôøng xung quanh. HOÙA HOÏC THÖÏC PHAÅM CHÖÔNG 1 – NÖÔÙC Trang 2 − Trong ñieàu kieän thöôøng, nhu caàu nöôùc cuûa moät ngöôøi laø 2,5 lít moãi ngaøy (35gkg theå troïng). Nhu caàu naøy coù theå thay ñoåi tuøy söï thay ñoåi cuûa moâi tröôøng, vaø söï trao ñoåi chaát cuûa cô theå. Thí duï khi phaûi vaän ñoäng nhieàu nhu caàu nöôùc leân ñeán 4 lítngaøy, hay nhieät ñoä khoâng khí taêng thì cô theå caàn 3.5 lítngaøy. Treû sô sinh coù theå caàn 140gkg theå troïng ( gaáp 4 laàn ngöôøi lôùn). − Ñoäng vaät vaø con ngöôøi boå sung nöôùc töø thöùc uoáng vaø thöùc aên. Thí duï trong 2.5 lít nöôùc caàn moãi ngaøy thì 1 lít töø nöôùc uoáng, 1.2 lít töø thöùc aên vaø 0.3 lít trong caùc phaûn öùng noäi sinh töø cô theå. Qua tính toaùn, khi oxy hoùa 100g protein taïo 41ml nöôùc , 100g glucid taïo 55ml nöôùc , 100g lipid taïo 107ml nöôùc . − Sau khi vaøo cô theå, nöôùc ñöôïc chuyeån nhanh tôùi töøng moâ teá baøo nhôø heä thoáng tuaàn hoaøn. Sau ñoù taïi caùc cô quan nöôùc ñoåi môùi vaø baøi xuaát ra ngoaøi. Trong ñieàu kieän thöôøng ngaøy, cô theå baøi xuaát 2.5 lít nöôùc trong ñoù 50% qua thaän (nöôùc tieåu), 13% qua phoåi(hoâ haáp), phaàn coøn laïi khoaûng 32% seõ baøi tieát qua da (moà hoâi). Tæ leä naøy thay ñoåi raát lôùn tuøy thuoäc vaøo ñieàu kieän beân ngoaøi. Thí duï: Khi laøm vieäc trong phaân xöôûng gia coâng noùng thì löôïng maát qua da laø chuû yeáu (6 – 10 lítngaøy) . Khi thôøi tieát laïnh, khoâng xuaát moà hoâi ñöôïc thì löôïng nöôùc baøi tieát qua thaän seõ chieám phaàn lôùn. − Löôïng nöôùc caàn duøng ñöôïc ñieàu chænh bôûi heä thaàn kinh trung öông. Vieäc taêng aùp suaát thaåm thaáu cuûa maùu vaø baïch huyeát seõ gaây neân nhöõng kích thích phaûn xaï ôû ñaïi naõo vaø gaây ra caûm giaùc khaùt. Vieäc baøi tieát nöôùc cuõng ñöôïc kieåm tra bôûi heä thaàn kinh trung öông vaø caùc tuyeán noäi tieát.

CHƯƠNG 1

NƯỚC

I VAI TRÒ CỦA NƯỚC :

1 Vai trò của nước trong cơ thể :

1) Tham gia vào thành phần cấu trúc của tế bào: Nước có thể liên kết với các chất keo (polime sinh học) tạo dạng hydrat hóa tạo nên dung dịch keo Dịch keo là thành phần chính của tế bào

2) Dung môi: Nước là dung môi hòa tan các chất trong cơ thể vì các chất trong cơ thể đều dễ hòa tan vào nước và là môi trường để xảy ra các phản ứng hóa học

3) Tham gia vào các phản ứng hóa học trong cơ thể: Có nhiều phản ứng sinh học cần đến nước như một chất tham gia phản ứng: phản ứng thủy phân, phản ứng hydrat hóa, phản ứng oxy hóa khử sinh học

4) Vận chuyển: Nhờ tính chất dễ hòa tan trong nước của các chất, nước đóng vai trò vận chuyển các chất đến các cơ quan cần thiết

5) Ổn định nhiệt: Nước giữ nhiệm vụ điều hòa thân nhiệt và ổn định nhiệt cho cơ thể Thân nhiệt của mỗi loài sinh vật có khác nhau chút ít nhưng lúc nào cũng phải không thay đổi Thân nhiệt của con người là 370C Nhờ khả năng dễ bay hơi nên nước có khả năng giảm nhiệt độ cho cơ thể

6) Ổn định pH: Do tính điện ly yếu, nước giữ vai trò của một chất đệm ổn định pH ở pH trung tính

Sự trao đổi nước :

− Trong cơ thể người nước chiếm 65 - 70 % khối lượng cơ thể, tức là một người nặng 70 kg thì trong đó 50 kg là nước Nước tồn tại chủ yếu tại bắp thịt, da, gan Lượng nước trong cơ thể trẻ rất cao và có xu thế giảm dần trong quá trình trưởng thành của cơ thể

− Cơ thể người thường xuyên thực hiện quá trình trao đổi nước với môi trường xung quanh Một mặt nước được hấp thu từ môi trường ngoài, mặt khác lại bài tiết từ cơ thể ra môi trường xung quanh

− Trong điều kiện thường, nhu cầu nước của một người là 2,5 lít mỗi ngày (35g/kg thể trọng) Nhu cầu này có thể thay đổi tùy sự thay đổi của môi trường, và sự trao đổi chất của cơ thể Thí dụ khi phải vận động nhiều nhu cầu nước lên đến 4 lít/ngày, hay nhiệt độ không khí tăng thì cơ thể cần 3.5 lít/ngày Trẻ sơ sinh có thể cần 140g/kg thể trọng ( gấp 4 lần người lớn)

− Động vật và con người bổ sung nước từ thức uống và thức ăn Thí dụ trong 2.5 lít nước cần mỗi ngày thì 1 lít từ nước uống, 1.2 lít từ thức ăn và 0.3 lít trong các phản ứng nội sinh từ cơ thể Qua tính toán, khi oxy hóa 100g protein tạo 41ml nước , 100g glucid tạo 55ml nước , 100g lipid tạo 107ml nước

− Sau khi vào cơ thể, nước được chuyển nhanh tới từng mô tế bào nhờ hệ thống tuần hoàn Sau đó tại các cơ quan nước đổi mới và bài xuất ra ngoài Trong điều kiện thường ngày, cơ thể bài xuất 2.5 lít nước trong đó 50% qua thận (nước tiểu), 13% qua phổi(hô hấp), phần còn lại khoảng 32% sẽ bài tiết qua da (mồ hôi) Tỉ lệ này thay đổi rất lớn tùy thuộc vào điều kiện bên ngoài

Thí dụ: Khi làm việc trong phân xưởng gia công nóng thì lượng mất qua da là chủ yếu (6 – 10 lít/ngày) Khi thời tiết lạnh, không xuất mồ hôi được thì lượng nước bài tiết qua thận sẽ chiếm phần lớn

− Lượng nước cần dùng được điều chỉnh bởi hệ thần kinh trung ương Việc tăng áp suất thẩm thấu của máu và bạch huyết sẽ gây nên những kích thích phản xạ ở đại não và gây ra cảm giác khát Việc bài tiết nước cũng được kiểm tra bởi hệ thần kinh trung ương và các tuyến nội tiết

2 Vai trò của nước trong sản xuất thực phẩm :

Nước có mặt ở khắp nơi và tham gia vào tất cả các quá trình

[1] Nước là thành phần chính của hầu hết các nguyên liệu trong sản xuất thực phẩm

Thành phần nước của các loại nguyên liệu khác nhau

Thịt, cá Thịt heo, nguyên liệu, phần nạc

Thịt bò, nguyên liệu, Thịt gà, các loại, không có da Cá, phần thịt

53 – 60

50 – 70

74

65 – 81 Trái cây Các loại quả mọng, anh đào, lê

Táo, đào, cam, bưởi Đại hoàng, dâu, cà chua

80 – 85

90

90 – 95 Rau Avocado, chuối, đậu Hà Lan

Củ cải đường, broccoli, cà rốt, khoai tây Măng tây, đậu, cải bắp, bông cải, rau diếp

74 – 80

85 – 90

90 – 95 Lương thực Lúa

Ngũ cốc

13 – 14

16 -17 [2] Xử lý nguyên liệu : nhào rửa, làm sạch, vận chuyển

[3] Tạo sản phẩm, xử lý sản phẩm :

- Nước là nguyên liệu chính của sản phẩm : bia, nước giải khát,…

- Nước tham gia phản ứng tạo sản phẩm : phản ứng thuỷ phân,…

SO3 + H2O H2SO4

CH2 = CH2 + H2O C2H5OH

C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6

- Nước tăng cường quá trình sinh học : lên men, nẩy mầm,…

- Nước góp phần tăng chất lượng sản phẩm : độ bóng, độ dai, độ mịn,…

- Nước tham gia đốt nóng , làm lạnh các thiết bị, là chất tải nhiệt trong nồi 2 vỏ, nồi thanh trùng, nồi hấp

Thành phần nước của các loại sản phẩm khác nhau

Bia

Rượu

Sữa tiệt trùng

Sữa bột

Nước trái cây

Quả nước đường

Bánh mì Bánh trung thu Biscuit

Mì sợi khô

Mì ăn liền Bún tươi Bột ngũ cốc Hạt cà phê rang Mật ong

II CẤU TẠO PHÂN TỬ NƯỚC

1 Dạng đơn phân

Công thức phân tử : H2O (M=18)

Các đám mây điện tử của O và H tạo thành dạng tứ diện, có độ phân cực mạnh

O và 2H tạo thành 1 tam giác cân đỉnh là O Góc tạo thành giữa O và 2H là 104.5o

Khoảng cách liên kết O – H là 0,96 Å

2 Liên kết Hydro

Liên kết hydro là liên kết yếu nhưng sự tồn tại với số lượng rất lớn của liên kết Hydro đã làm cho nó có vai trò quan trọng trong các quá trình chế biến và bảo quản thực phẩm Năng lượng cắt đứt liên kết Hydro là 25 KJ/mol

Liên kết Hydro là liên kết của 2 phân tử bất kỳ qua nguyên tử H

Đường gạch liền ( _) là liên kết ion còn đường đứt quãng ( ) là liên kết hydro

X, B là các nguyên tử có độ âm điện cao như

[H2O]5 một phân tử nước có thể gắn với tối đa 4

phân tử nước khác tạo nên cấu trúc tứ diện

[H2O]n

Quá trình tạo liên kết nước: hydrat hóa nước

Quá trình tách liên kết nước: dehydrat hóa nước

Hai quá trình này luôn xảy ra đồng thời và tùy thuộc trạng thái của nước

4 Trạng thái tồn tại của nước

Lỏng: Trong khoảng nhiệt độ 0 – 100oC nước ở trạng thái lỏng (V mL)

Quá trình hydrat hóa dehydrat hóa cùng diễn ra Nhiệt độ càng thấp mức độ hydrat hóa càng cao, ngược lại ở nhiệt độ cao thì quá trình dehydrat hóa chiếm ưu thế Ở 100oC nước sôi, các phân tử nước ở dạng đơn phân

Khí: Ở điểm hóa hơi (100oC) nước chuyển sang trạng thái khí ở dạng đơn phân (P atm) Rắn: Tại điểm đông đặc (0o) nước đông đặc lại thành nước đá

Dao động nhiệt giảm tối đa nên mức độ hydrat hóa cũng tối đa Mỗi phân tử H2O đều liên kết với 4 phân tử H2O khác tạo nên cấu trúc tinh thể của nước đá: tứ diện đều và cấu trúc rỗng

5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình liên hợp của nước

Quá trình liên hợp nước là do liên kết Hydro tạo thành, do đó yếu tố nào ành hưởng tới liên kết hydro sẽ ảnh hưởng tới quá trình liên hợp nước

- Nhiệt độ làm thay đổi tốc độ dao động của các phân tử nước, quá trình liên hợp thay đổi

- Các chất điện ly Na+, K+,Cl- có thể tạo liên kết Hydro với nước, quá trình liên hợp nước giảm

- Các chất không phân cực làm giảm chuyển dộng nhiệt của phân tử nước, làm tăng quá trình liên hợp nước

III TÍNH CHẤT CỦA NƯỚC

1 Tính chất vật lý

Nước có tính chất đặc biệt hơn các chất khác vì có cấu trúc rỗng, tồn tại liên kết hydro giữa các phân tử và các dạng liên hợp nước tạo cấu trúc bậc cao

Nước là dung môi trơ về mặt hóa học, có độ nhớt thấp

Độ phân cực cao nên có thể hòa tan nhiều chất khác nhau

Trong khoảng nhiệt độ từ 0 – 4oC, tỷ trọng của nước biến đổi không giống các chất khác, tỷ trọng nước lỏng ở 0oC (0,9998g/mL) lớn hơn tỷ trọng nước đá ở 0oC (0,9168g/mL)

Tính chất vật lý của nước

Khối lượng phân tử

Điểm nóng chảy (1atm)

Điểm sôi (1atm)

Nhiệt độ tới hạn

Aùp suất tới hạn

Cân bằng Eutecti

Năng lượng hoá lỏng (0OC)

Năng lượng hoá hơi (100OC)

Nội năng

18,0153 0,000 oC 100,000 oC 273,99 oC 218,6 atm 0,01 oC - 4,589 atm 6,012 KJ/mol 40,657 KJ/mol 50,91 KJ/mol

20OC 0OC (Nước) 0OC (đá) - 20OC (đá) Tỷ trọng [g/mL]

Độ nhớt [Pa.s]

Sức căng bề mặt với kk [N/m]

Aùp suất hơi [kPa]

Nhiệt dung riêng [J/g độK]

Độ dẫn nhiệt [W/m độK]

Nhiệt khuếch tán [m2 /s]

Hằng số điện môi

0.99821 1,002 10-3

72,75 10-3

2,3388 4,1818 0,5984 1,4 10-7

80,20

0.99984 1,793 10-3

75,64 10-3

0,6113 4,2176 0,5610 1,3 10-7

87,90

0.9168

-

- 0,6113 2,1009 2,240 11,7 10-7

-90

0.9193

-

- 0,103 1,9544 2,433 11,8 10-7

-98

2 Các kiểu liên kết của nước trong thực phẩm

Các loại vật liệu ẩm (chủ yếu là các sản phẩm thực phẩm) thường tồn tại ở một trong các thể sau :

(1) Thể keo: Cấu trúc cao su, có độ nhớt cao; Khi sấy khô bị co thể tích , vẫn đàn hồi được có nghĩa là khi ngâm trở lại vào nước , nó sẽ hút nước và trở lại hình dạng ban đầu : gelatin, adao, agar, …

(2) Thể xốp: Cấu trúc thủy tinh, dòn, dễ vỡ; Nếu khử nước vẫn giữ thể tích cũ, không biến dạng, nhưng nước thoát ra sẽ tạo lỗ trống làm vật liệu trở nên dòn, xốp, dễ nghiền : than , gỗ, …

(3) Thể keo xốp: Khi khử nước, nó có tính chất của cả hai thể trên, tức là vừa đàn hồi vừa giữ hình dạng , đa số thực thể sinh học đều ở thể này như thịt, cá, rau, …

Tùy vào mức độ gắn kết của nước với các thành phần của thực phẩm, có thể phân biệt 3 kiểu liên kết: liên kết hóa học, liên kết hóa lý và liên kết vật lý

(1) Liên kết hóa học:

Liên kết ion : Ca(OH)2 = Ca2+ + 2 OH –

Glucid: hydratcacbon, trong phân tử có nhiều nhóm OH

(2) Liên kết hóa lý :

Nước hấp phụ: Do bản chất hóa học của các chất sống đa số là polime, có trường lực phân tử lớn hơn nước nên dễ hấp phụ nước lên bề mặt phân tử của mình hình thành một lớp nước hydrat hóa Nước hấp phụ cũng khá bền vững , muốn tách cần phải có một năng lượng nào đó Nước thẩm thấu kết cấu: Ở đây có khái niệm màng bán thấm, do các chất sống gồm các đại phân tử polime sinh học và các tiểu phân tử (phân tử lượng nhỏ), các polime sẽ kết hợp với nhau hình thành cấu trúc mạng gel, giống như những mạng lưới, nước sẽ vào các lỗ hổng trên mạng, lấp đầy chúng, gọi là nước thẩm thấu là do nước vào mạng được vì sự chênh lệch áp suất thẩm thấu Nước thẩm thấu tạo ra dạng keo của vật liệu do dó dễ bị khử hơn

Lượng nước liên kết hóa lý chiếm khoảng 10 - 25% tổng lượng nước trong vật liệu, tuy cần năng lượng để tách ra nhưng dễ tách hơn lượng nước liên kết hóa học

(3) Liên kết vật lý :

Lượng nước ở dạng liên kết này chiếm 70 - 80% tổng hàm lượng nước và rất dễ bị tách ra trong quá trình sấy Đó là nước ở dạng tự do

− Nước trong mao quản: Do chênh lệch áp suất thủy tĩnh nước tự do bên ngoài sẽ bị hút vào các ống mao dẫn

O

CH2OH H H OH

OH

H OH H

− Nưóc thấm ướt bề mặt: Nước cơ học, là lượng nước dư bao phủ toàn bộ bề mặt vật liệu, đây chính là dung môi của các dung dịch nước

IV HOẠT TÍNH NƯỚC (aw : water activity)

Mỗi chất lỏng đều có một áp suất hơi bão hòa, nước và dung dịch nước cũng vậy Tuy nhiên áp suất hơi của dung môi nguyên chất (nước) khác với áp suất hơi của dung dịch Do sự tương tác giữa các phân tử dung môi với các phân tử chất hòa tan nên khả năng bay hơi nước của dung dịch nước kém hơn dung môi nước nguyên chất

Trong thực phẩm, luôn có một lượng nước nhất định do đó sẽ có một áp suất hơi riêng phần của nước

Ta gọi P0 : áp suất hơi bão hòa của dung môi nước nguyên chất

P : áp suất hơi riêng phần của nước trong dung dịch, vật thể ẩm

n : số phân tử gam chất hòa tan

N : số phân tử gam dung môi

Biểu thức Raoult để tính hoạt tính nước sẽ là :

Hoạt tính nước: kí hiệu là aw , không có đơn vị tính Hoạt tính nước liên hệ với độ ẩm tương đối

ở trạng thái cân bằng (W%) theo công thức sau:

(Câu hỏi) Giản đồ biểu diễn sự thay đổi vận tốc phản ứng của các quá trình gây hư hỏng khi bảo quản thực phẩm tùy thuộc vào hoạt tính nước: phản ứng oxy hóa lipid, phản ứng hóa nâu không enzym, hoạt tính enzym, sự phát triển của nấm mốc, nấm men và vi khuẩn Hoạt tính nước càng thấp thì vận tốc các phản ứng gây hư hỏng thực phẩm càng thấp,

do đó thực phẩm càng ít bị biến đổi Tùy mỗi loại thực phẩm, ta cần xác định được chỉ số aw tới

n N

n P

P

n N

n P P

n N

n P

P P

P P

n N

n P P P

0 0

0 0

0

0 0

1100

%

<

=W

a w

hạn, là aw mà thực phẩm có thể bảo quản được Muốn bảo quản tốt loại thực phẩm đó , ta phải đưa

aw xuống dưới chỉ số aw tới hạn

Các phương pháp giảm hoạt tính nước để bảo quản thực phẩm:

Cho dòng khí có độ ẩm tương đối xác định đi qua vật liệu cần điều chỉnh hoạt độ nước Sấy: đây là cách cổ điển, nâng nhiệt độ lên làm bay hơi nước Tuy nhiên không phải sản phẩm nào cũng có thể gia nhiệt được, nhiệt độ sẽ làm thay đổi chất lượng sản phẩm

Bổ sung các chất có khả năng hydrat hóa cao: Glucid, protein, … các chất này sẽ kết hợp và giữ lấy lượng nước tự do làm aw giảm xuống

V ĐƯỜNG ĐẲNG NHIỆT HẤP PHỤ

Giới thiệu

Đường đẳng nhiệt hấp phụ là đường cong biểu diễn mối quan hệ giữa hàm ẩm (lượng nước được giữ trong thực phẩm) và hoạt tính nước ở điều kiện cân bằng và ở một nhiệt độ nhất định

Đường cong ĐNHPï của vật liệu có độ ẩm cao

Đường cong ĐNHP của vật liệu có độ ẩm trung bình

I aw = 0 – 0.2; nước tồn tại ở dạng liên kết, có độ hấp phụ mạnh và kém linh động nhất Các phân tử nước sẽ được định vị với một số nhóm tích điện như COO-, NH3+, OH-

,…, không đông đặc ở -40oC, không có khả năng hòa tan các chất tan, và gần như là một phần của chất rắn Lượng nước này chiếm khoảng 3 – 10% khối lượng mẫu

II aw = 0.2 – 0.8; nước ở dạng hấp phụ, thẩm thấu, hydrat hóa Độ bền liên kết không cao, các phân tử nước linh động hơn, dễ bị tách ra hơn

III aw > 0.8; bao gồm nước trong mao quản (aw = 0.9) và nước tự do thấm ướt (aw > 0.9) Lượng ẩm có thể lên tới 50%

Hiện tượng trễ hấp phụ

Đường cong ĐNHPï và đường cong trễ hấp phụ Đường cong trễ hấp phụ biểu diễn sự biến đổi của hàm ẩm trong quá trình khử nước vật liệu ẩm

Sự trễ hấp phụ chỉ xảy ra trong các vùng liên kết yếu Nguyên nhân do nước ở các mao quản khó bay hơi hơn Các vật thể khác nhau thì có đường cong trễ hấp phụ khác nhau, do đường kính mao quản khác nhau

Sự thay đổi đường đẳng nhiệt hấp phụ theo nhiệt độ

Các đường cong ĐNHP của khoai tây tại những nhiệt độ khác nhau: 0 – 20 – 40 – 60 – 80 – 100 oC

Nhiệt độ càng tăng thì đường cong ĐNHP càng thấp vì hàm ẩm của nguyên liệu càng thấp

Tác dụng đường cong ĐNHP

Đường ĐNHP của các loại nguyên liệu khác nhau

Đường cong ĐNHP cho biết trước sự biến đổi của sản phẩm đó trong quá trình xử lý chế biến hay bảo quản: tách ẩm khi sấy, hút ẩm khi bảo quản, tái làm ẩm, thay đổi nhiệt độ,… Ta có thể lường trước về mức độ hư hỏng

CHƯƠNG 2

PROTEIN

I ĐẠI CƯƠNG VỀ PROTEIN

I.1 Định nghĩa protein

Protein là những đại phân tử sinh học, chứa nitơ, được cấu tạo từ các acid amin, có trọng lượng phân tử lớn hơn 5000 Danton và bị kết tủa hoàn toàn bởi acid tricloacetic 10% (TCA)

Đại phân tử sinh học: vì đó là một loại polimer từ rất nhiều các acid amin liên kết lại với nhau theo một trình tự nhất định và đặc trưng cho mỗi cơ thể

Chứa Nitơ, cấu tạo từ các acid amin: acid amin là loại acid có chứa nhóm – COOH và nhóm –

NH2, do đó thành phần Nitơ là thành phần chủ yếu và ổn định nhất trong phân tử protein (16%), nó được coi là đặc trưng của protein

Bị kết tủa hoàn toàn bởi acid tricloacetic 10%: đây là tính chất đặc trưng nhất của protein Người ta sử dụng tính chất này để định tính hay định lượng protein Khi nhỏ dung dịch TCA 10% vào dung dịch mẫu nếu có kết tủa trắng xuất hiện thì trong dung dịch có protein Nếu dùng lượng TCA vừa đủ, ta có thể tủa toàn bộ protein trong dung dịch, lọc lấy tủa và định lượng được protein trong dung dịch

Trong cơ thể động vật và thực vật lượng protein rất khác nhau và sự phân bổ ở các cơ quan khác nhau thì rất khác nhau

 Động vật - lượng protein chiếm 70 % chất khô

 Thực vật - dưới 5 % chất khô

 Một số loại đậu (đậu nành): 24-36% (Soya protein)

I.2 Nguồn cung cấp protein

Nguồn protein động vật phổ biến là thịt các gia súc, gia cầm, cá, tôm, trứng, sữa

Các loại động vật khác như cua, cáy, tép, các động vật thân mềm cũng là nguồn protein đáng lưu ý khai thác, đặc biệt với các nước đang phát triển và có độ dài bờ biển lớn như nước ta

Ngày nay người ta còn chú ý khai thác các nguồn protein động vật chưa được tận dụng hợp lý như phế thải lò mổ đặc biệt là tiết và xương

Nguồn protein thực vật quan trọng là hạt các loại đậu, đặc biệt là đậu nành

Các loại bèo, hoa dâu, tảo, nấm cũng là nguồn protein quý giá

Để tăng lượng protein từ thực vật trong khẩu phần ăn hàng ngày, người ta đã tìm ra nhiều biện pháp khác nhau (tìm ra hay lai tạo những giống hạt, củ, ngũ cốc có hàm lượng protein cao; Sản xuất các chế phẩm protein từ các nguyên liệu hạt rồi bổ sung vào khẩu phần ăn hàng ngày)

Hàm lượng protein trong một số nguyên liệu động vật và thực vật

Mô cơ thịt gia súc 16 – 22 Đậu phộng và các loại đậu khác 23 – 27

II ACID AMIN

Công thức chung là: α β

Trong thiên nhiên, người ta đã tìm được hơn 100 loại acid amin khác nhau Tuy vậy số lượng acid amin tham gia vào cấu trúc protein chỉ có 22 loại và chỉ ở dạng α - acid amin Tuy chỉ có

22 loại nhưng sự khác nhau về thành phần và trình tự sẵp xếp của các acid amin đã dẫn đến sự

đa dạng về cấu tạo của protein Hiện nay đã có 1012 loại protein khác nhau

Acid amin có dạng chung là

Các acid amin chỉ khác nhau gốc R.Trong dung dịch pH = 7, acid amin tồn tại chủ yếu dạng ion lưỡng cực

II.2 PHÂN LOẠI :

II.2.1.Phân loại theo cấu tạo hóa học:

(1) Nhóm1: Monoamino Monocarboxylic - 7 acid amin mạch thẳng

NH2

2

.

NH2

.

NH2

.

NH2

.

NH2

.

NH2

.

OH

CH3

(2) Nhóm 2 : Diamino Monocarboxylic - 2 acid amin

(3) Nhóm 3: Monoamino Dicarboxylic - 2 acid amin

(4) Nhóm 4: Amid của acid amin dicarboxylic

(5) Nhóm 5: acid amin chứa S - 3 acid amin

(6) Nhóm 6: acid amin dị vòng - 4 acid amin

-CH2COOH-glu

NH2

.

-CH2COOH-

-CH2SH

NH2.

CH2CH

-(7) Nhóm 7: Acid amin nhân thơm - 2 acid amin

II.2.2 Phân loại theo bản chất gốc R: Háo nước – Kỵ nước

II.2.3 Phân loại theo khả năng tích điện: Kiềm – Acid – Trung tính

II.2.4 Khả năng tổng hợp của cơ thể: Thay thế - Không thay thế

(Val, Leu, Ileu, Met, Thr, Phe, Try, Lys, His, Arg )

II.3 TÍNH CHẤT VẬT LÝ :

− Acid amin có dạng tinh thể, màu trắng, bền ở nhiệt độ 20-250C, ở nhiệt độ 100-2000C chỉ có một số acid amin bị khép vòng như acid glutamic, glutamin

− Đa số các acid amin đều có vị ngọt, nhiều acid amin được ứng dụng trong công nghệ thực phẩm làm chất tạo vị (acid glutamic glutamat Na - bột ngọt, Asp, Lys)

− Độ hòa tan: tan khá tốt trong nước, mức độ tan có khác nhau Dạng muối thường tan tốt hơn dạng acid amin tự do

Độ hòa tan của acid amin trong nước [g/100g nước]

-CH2Try

NH

.

NH2

.

-CH2Hys

-CH2Phe

− Phổ hấp thu: đa số acid amin có vùng hấp thu tử ngoại 240-280 nm Acid amin nhân thơm như tyr, phe có phổ hấp thu ở 280nm Tính chất này được ứng dụng để định lượng acid amin hòa tan và protein

− Tính hoạt quang: trừ glycin, các acid amin khác đều có C bất đối nên đều có tính chất hoạt quang Có hai dạng đồng phân quang học : dạng D và L

Tính chất hoạt quang là khả năng làm quay mặt phẳng phân cực ánh sáng

Tất cả các acid amin trong protein chỉ ở dạng L, động vật và thực vật cũng chỉ hấp thu được dạng L, dạng D đôi khi còn có ảnh hưởng xấu đến quá trình trao đổi chất

Góc quay của mặt phẳng phân cực [α]D trong những hệ dung môi khác nhau

Acid amin Hệ dung môi T o C [α] D o Acid amin Hệ dung môi T o C [α] D o

L-Alanine 0,97M HCl

Nước 3M NaOH

15

22

20

+14,7 +2,7 +3,0

L-Glutamic 6M HCl

Nước 1M NaOH

22,4

18

18

+31,2 +11,5 +10,96 L-Histidin 6M HCl

Nước 0,5M NaOH

22,7

25

20

+ 13,0 -39,01 -10,9

L-Leucine 6M HCl

Nước 3M NaOH

25,9 24,7

20

+15,1 -10,8 +7,6

− Tính bền với acid, base:

Dưới tác dụng của acid ở nhiệt độ cao (HCl 6N, 100-1070C, 20-72giờ) protein bị thuỷ phân, đa số acid amin không bị phân hủy, các acid amin có S bị oxy hóa 10-30%, riêng tryptophan bị phân hủy hoàn toàn, không xảy ra hiện tượng racemic hóa (chuyển từ dạng L sang D)

Dưới tác dụng của kiềm (NaOH 4-8N, Ba(OH)2 14%, đun sôi trong 18-29giờ) khi thuỷ phân protein, acid amin bị racemic hóa, các oxy acid bị deamin hóa (khử amin), một phần cys và cystin bị phá hỏng, Arg phân hủy thành Ornitin và Ure Vậy tác dụng của kiềm sẽ làm mất giá trị dinh dưỡng của acid amin , khi làm chuyển từ dạng L sang Dù

II.4 TÍNH CHẤT HOÁ LÝ :

II.4.1 Tính điện ly lưỡng cực

Vì trong phân tử acid amin mang đồng thời hai nhóm chức là nhóm –COOH và nhóm –NH2 thể hiện tính acid và bazơ Do đó acid amin có tính lưỡng tính :

Trong dung dịch nó tồn tại 2 dạng - dạng phân tử và dạng ion lưỡng cực

Trong dung dịch, tùy thuộc pH (acid hay kiềm) mà sự phân ly của acid amin khác nhau và sẽ thể hiện tính acid hay kiềm

− Trong môi trường acid (H+) sự phân ly nhóm -COOH sẽ bị kìm hãm, phân tử acid amin tích điện (+) , tác dụng như một base Nếu đặt vào một điện trường, nó sẽ chạy về phía cực (-) cathod

C* HR

HCOOH

− Trong môi trường kiềm (dư -OH- ) thì quá trình sẽ ngược lại, sự phân ly nhóm -NH2 bị kìm hãm, phân tử acid amin tích điện (-), tác dụng như một acid, trong điện trường nó sẽ di chuyển về cực (+) anod

Tính chất này được ứng dụng để định tính , định lượng acid amin theo phương pháp điện di (electrophase) Khi đặt hỗn hợp acid amin trong một pH nhất định vào trong một điện trường , các acid amin sẽ tích điện khác nhau và chạy về hai cực theo tốc độ khác nhau , từ đó các acid amin sẽ tách ra

II.4.2 Điểm đẳng điện (pI)

Mỗi acid amin sẽ tồn tại một pH ở đó phân tử acid amin sẽ trung hòa về điện , được gọi là điểm đẳng điện (pI), khi đó tổng điện tích (-) và (+) sẽ bằng không Acid amin sẽ đứng yên không dịch chuyển về hai cực

PHA : pH tại đó phân tử acid amin bắt đầu tích điện (+)

PHB : pH tại đó phân tử acid amin bắt đầu tích điện (-)

Ví dụ: Glycine : pHA = 2.34 , pHB = 9.60 pI = 5.67

Đa số acid amin trung tính có pI ở vùng pH acid amin yếu

Acid aspartic, glutamic có hai nhóm -COOH có tính acid mạnh hơn, pI nằm trong vùng acid mạnh; pI(aspartic) = 2.77

Arg, Lysin, … lại có hai nhóm -NH2 thể hiện tính kiềm mạnh, pI nằm trong vùng kiềm;

pI (arginin) = 10.76

Điểm đẳng điện của một số acid amin

Glycine Histidine 4-hydroxyproline Isoleucine Leucine Lysine Methionine Phenylalnine

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

Proline Serine Threonine Tryptophane Tyrosine Valine β-Alanine

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

II.5 CÁC PHẢN ỨNG ĐẶC TRƯNG CỦA ACID AMIN

II.5.1 Phản ứng với acid, base:

Vì acid amin là chất lưỡng tính cho nên chúng có thể tạo muối khi tác dụng với acid hay base

AA

Anod

(-)Cathod

II.5.2 Phản ứng với acid Nitrơ HNO2 :

Trừ prolin và oxyprolin (iminoacid), các acid amin khác là amin bậc nhất có khả năng phản ứng với acid nitrơ để giải phóng khí nitơ và oxy acid:

Căn cứ vào lượng Nitơ thoát ra , người ta có thể định lượng acid amin và protein có trong dung dịch (phương pháp Van-Slyke)

II.5.3 Phản ứng với Formol (formaldehyd):

Khi thêm lượng dư formol trung tính vào dung dịch acid amin, formol sẽ tác dụng với nhóm –NH2 tạo dẫn xuất metylen hóa, khi đó tính acid sẽ tăng lên do chỉ còn lại nhóm –COOH tự do Acid này có thể định phân bằng NaOH

II.5.4 Phản ứng desamin hóa

Desamin hóa theo phản ứng thuỷ phân

+H2O

NH2

II.5.5 Phản ứng chuyển hoá theo gốc –COOH

Decarboxyl hóa

II.5.6 Phản ứng chuyển hóa gốc R

Tùy thuộc vào gốc R mà có các phản ứng khác nhau Thường là các phản ứng chuyền từ acid amin này sang acid amin khác

Phe Tyr

Acid pyruvic Ala

Chuyển acid amin

Cetoacid A + Acid amin B === Acid amin A + Cetoacid B

II.5.7 Phản ứng với ninhydrin:

 Đây là phản ứng màu đặc trưng của acid amin

O

OO

O

ONO

+

 Trong giới hạn nhất định, cường độ màu này tỉ lệ thuận với NH3 tham gia phản ứng, tức là tỉ lệ với acid amin ban đầu Ta dùng nguyên tắc này để định lượng acid amin tự do bằng phương pháp sắc ký

 Acid aspartic khi tác dụng với ninhydrin giải phóng 2 CO2

 Prolin và oxyprolin sẽ tạo hợp chất màu vàng và không giải phóng NH3

 Ninhydrin có thể thay thế bằng izatin, có công thức cấu tạo gần giống ninhydrin Cơ chế phản ứng giống như ninhydrin

II.5.8 Tạo phức với kim loại nặng:

 Acid amin có thể tác dụng với kim loại nặng, nhất là kim loại hóa trị II tạo ra muối nội phức (Pb, Hg, Cu,…) đặc biệt với Cu Người ta áp dụng phản ứng này để định tính acid amin vì phức của từng loại acid amin sẽ có màu đặc trưng

 Khi đun sôi acid amin với một lượng dư Cu(OH)2 và CuCO3 ta có phức

II.5.9 Sự tạo thành ester:

 Acid amin có thể tác dụng với rượu tạo thành ester Ester của acid amin đều là những chất lỏng dễ bay hơi, có tính kiềm, dễ điều chế bằng cách cất ở trong chân không

 Các gốc hóa học trong phân tử acid amin còn có thể thực hiện các phản ứng khác nhau

 Phản ứng tạo muối do nhóm –NH2 , -COOH

 Phản ứng oxy hóa khử do nhóm –SH , -S-S-

 Phản ứng alkyl hóa , acid hóa , ester hóa do nhóm –NH2 , -OH , -COOH,

 Phản ứng amid hóa do nhóm –COOH

 Phản ứng nitro hóa, halogen hóa do có vòng thơm

 Phản ứng khử amin hóa do có nhóm –NH2

 Phản ứng phosphoryl hóa và sulpho hóa do nhóm –OH

 Phản ứng kết hợp chất diazot do có vòng thơm và dị vòng

II.6 CÁC KIỂU LIÊN KẾT HÓA HỌC CỦA ACID AMIN :

II.6.1 Liên kết peptide:

Một trong những phản ứng quan trọng nhất của acid amin là sự tổng hợp các peptide, khi đó gốc –COOH của acid amin này sẽ kết hợp với gốc α-NH2 của acid amin khác, loại đi một phân tử nước

liên kết peptide

NO

Tương tự như vậy nếu có nhiều acid amin hơn

II.6.2 Liên kết thứ cấp:

Là các liên kết nối liền giữa các acid amin ở các vị trí khác nhau trong cùng một chuỗi polypeptid hay liên kết giữa các acid amin của các chuỗi khác nhau, được gọi là liên kết ngang Liên kết ngang giữ vai trò quan trọng trong việc hình thành cấu trúc không gian của phân tử protein Các liên kết thứ cấp bao gồm:

(1) Liên kết Hydro:

Là liên kết được tạo thành giữa O thừa điện (-) và nguyên tử H+ thừa điện (+) Liên kết này là liên kết yếu, không bền (8-12 KJ/mol) Tuy vậy số lượng liên kết này rất lớn nên đó là một liên kết quan trọng trong việc hình thành cấu trúc không gian của protein

(2) Liên kết disulphua (cầu disulphua) -S-S-

Đây là liên kết đồng hóa trị, rất bền vững (300 KJ/mol) Liên kết này gắn kết các acid amin chứa S trong phân tử protein và làm cho phân tử protein bị gấp khúc

(3) Liên kết ion ( liên kết muối)

Còn gọi là liên kết tĩnh điện, tạo bởi các gốc phân cực, mang điện tích (+), (-) có trong phân tử protein : OH-, NH3+ , COO-, …Liên kết này khá bền (>160 KJ/mol)

(4) Liên kết kỵ nước (lực Waldervalse)

Giữa các nhóm kỵ nước cũng có thể có mối liên kết hóa học, liên kết này không bền 8.5 KJ/mol) ( -CH3, -C2H5 , -C6H5 )

(4-III PEPTIDS

III.1 ĐỊNH NGHĨA

- Chuỗi acid amin liên kết với nhau bằng liên kết peptide Liên kết peptide rất bền (>400KJ/mol), và là cơ sở tạo nên phân tử protein

- Phân loại: theo số acid amin có trong chuỗi peptide

 Tùy theo số lượng acid amin có trong peptide người ta phân loại như sau:

• 2 acid amin n = 2 dipeptide số liên kết peptide = 1

• 3 acid amin n = 3 tripeptide số liên kết peptide = 2

• 4 acid amin n = 4 tetrapeptide số liên kết peptide = 3

• m acid amin m ≤ 10 oligopeptide số liên kết peptide = m-1

• n acid amin n > 10 polypeptide số liên kết peptide = n -1

 Cách gọi tên: nguyên chữ; 3 chữ cái; 1 chữ cái

 Số lượng peptid trong cơ thể có hàng trăm hay hàng nghìn Hiện nay người ta đã phân lập và chiết xuất hơn 120 loại peptide

III.2 TÍNH CHẤT

III.2.1 Tính phân ly lưỡng cực

Phụ thuộc vào các acid amin thành phần

Điểm đẳng điện của một số peptide

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

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

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

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

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

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

III.2.2 Tính cảm quan

Đa số peptide có vị đắng

Ngưỡng nhận cảm của một số peptide tạo vị đắng [mmol/L]

65 – 75

16 – 18

15 – 17 1,0 – 1,5 1,0 – 1,5

Trường hợp đặc biệt: vị ngọt (Aspartame, Neutrosweet)

Trường hợp đặc biệt: vị mặn (ornithine, taurine,…)

Ngưỡng nhận cảm của một số peptide tạo vị mặn [mmol/L]

Orn-βAla-HCl Orn-γAbu-HCl 1,25 1,40 Orn-Tau-HCl Lys-Tau-HCl

NaCl

3,68 5,18 3,12

III.3 CÁC LOẠI PEPTIDE THƯỜNG GẶP

(1) Glutathione:

Là peptide nội bào phổ biến nhất, tham gia trong quá trình oxy hóa khử của tế bào; Là coenzyme của E glyoxalase, có trong tất cả cơ thể sống ĐV,TV,VSV Glutathione tồn tại ở hai dạng:

Dạng khử:

Dạng oxihóa: 2 phân tử Glutathione khử liên kết lại tạo ra cầu disulphua

(2) Ophatalmic:

Là peptide đối kháng với glutathione, có tác dụng kìm hãm các phản ứng có glutathione làm chất kích thích

(3) Carnosine, Anserine, Balenine:

Là peptide của β-alanine, có trong dịch chiết thịt, nước, bắp thịt động vật, duy trì tính đệm của dịch cơ, xúc tiến phân giải glucid trong bắp thịt, tham gia vào việc trao đổi năng lượng

(4) Oxytosine và Vasopresine:

Là peptide ở não, có tác dụng trong sự co cơ và điều chỉnh cân bằng nước ở thận

(5) Corticotropin:

IV PROTEIN

IV.1 CẤU TRÚC PHÂN TỬ CỦA PROTEIN

- Protein là chuỗi polypeptide chứa hơn 100 acid amin, liên kết chủ yếu là liên kết peptide

- Các protein khác nhau do : - Số lượng các a.a

- Thứ tự các a.a Cấu trúc bậc 1

- Mạch thẳng

- Liên kết : peptid

- Nghiên cứu cấu trúc protein : thủy phân toàn phần và thủy phân từng a.a

2 Glutation-SH -2H Glutation-S -S - Glutation

+2H

Cấu trúc bậc 2

- Nguyên nhân: có C bất đối

- Ổn định cấu trúc: liên kết Hydro, số lượng rất lớn

- Cấu trúc xoắn α: 3,6 gốc a.a tạo một vòng xoắn (phổ biến nhất); // trục

- Cấu trúc gấp nếp β: khi cấu trúc xoắn bi phá hủy do nhiệt, liên kết Hydro ! trục

- Là cấu trúc của các loại protein dạng sợi

Cấu trúc bậc 3

- Nguyên nhân: cấu trúc xoắn tiếp tục cuộn tròn

- Liên kết: disulfur, Van Dervals

- Độ hòa tan tốt, nhờ sự phân bố các gốc háo nước trên bề mặt phân tử

Cấu trúc bậc 4

- Nguyên nhân: các tiểu cầu bậc 3 kết hợp lại

- Liên kết: Hydro, Van Dervals, ion, nhưng không có cầu disulfur

- Thường có hoạt tính sinh học: enzym, vận chuyển Oxy

- Mất cấu trúc 3, 4 mất hoạt tính sinh học

IV.2 PHÂN LOẠI PROTEIN

IV.2.1 Thành phần hoá học

[1] Protein đơn giản:chỉ có a.a (homoprotein)

- Albumin (nước): M = 45000 – 65000

- Globulin (muối loãng 4-10%, không tan trong nước, acid loãng) M = 100000 – 30000

- Prolamin (ethanol 70 – 80%, không tan trong nước và muối loãng) M=26000 – 40000

- Glutelin (kiềm loãng 0,2 – 2%) M = 50000 – vài triệu danton

- Prolamin: (nước, không tan trong dd NH3) M = 8000 – 10000 ; chứa 60 – 80 % Arg

- Histon: giống protamin, có trong nhân tế bào

[2] Protein phức tạp: ngoài a.a còn có các nhóm ngoại

- Nucleoprotein (acid nucleic – a.a kiềm); có trong nhân và ribosome

- Glucoprotein (glucid – lk đồng hoá trị); có trong mô liên kết, máu, hoocmon

- Lipoprotein (Lipid) ; có trong huyết tương, màng tế bào, óc, sữa,…

- Phosphoprotein (phosphoric – lk ester với -OH của Ser, Thr); sữa, trứng,…

- Metaloprotein (kim loại); hemoglobin, enzym, …

- Cromoprotein (nhóm phức màu) Rodopsin, Flavon,…

IV.2.2 Giá trị dinh dưỡng

- Protein hoàn hảo: đủ a.a không thay thế, tỷ lệ thích hợp (trứng, sữa)

- Protein không hoàn hảo: không đủ a.a không thay thế (rau quả), Lysine (ngũ cốc);

Met (đậu); Try (bắp)

- Protein kém hoàn hảo: đủ a.a không thay thế nhưng tỷ lệ không thích hợp

IV.3 TÍNH CHẤT VẬT LÝ

IV.3.1 Hình dạng

• Cầu : trục nhỏ / trục lớn = 4,5 – 20; protein chức năng; dễ tan trong nước

• Sợi: dài / rộng = hàng trăm, hàng nghìn; không tan trong nước (keratin, fibroin,…)

• Trung gian: kích thước trung bình

IV.3.2 Kích thước, trọng lượng phân tử

- 100 – 500 acid amin

- M = 17000 – 68000

Khối lượng phân tử một số loại protein

IV.3.3 Tính khuếch tán

- Khuếch tán chậm

- Không đi qua màng thẩm tích được

IV.3.4 Tính chất quang học

 Khuếch tán ánh sáng:

Dung dịch protein có những hạt protein nhỏ; Kích thước lớn phản xạ;

Kích thước nhỏ khuếch tán

 Khúc xạ ánh sáng:

- Chỉ số khúc xạ phụ thuộc nồng độ protein trong dung dịch = chiết suất

- Chiết suất dung dịch protein > chiết suất của nước

- Độ tăng chiết suất riêng = chiết suất dd 1% protein – chiết suất nước

 Hấp thu ánh sáng:

- 180 – 220 nm: vùng hấp thu của các liên kết peptide

- 250 – 300 nm: vùng hấp thu các a.a vòng thơm

- Vùng hồng ngoại: do có nhóm –OH; -CO; phải loại nước trước khi đo độ hấp thu của protein ở vùng này

IV.4 TÍNH CHẤT HOÁ LÝ

IV.4.1 Tính điện ly lưỡng cực: pI phụ thuộc vào tính điện ly của các a.a thành phần

IV.4.2 Tính chất công nghệ: là những tính chất của protein gây ra những biến đổi trong quá trình bảo quản và chế biến

1 Tính hydrat hóa :

- Khả năng kết hợp với nước, không hòa tan, trương nở

- Do sự kết hợp của nước và các nhóm háo nước trên bề mặt của protein bằng lực hút tĩnh điện, tạo thành một lớp màng hydrat dày 3 Å

2 Tính hòa tan kết tủa :

- Trái ngược với tính hydrat hóa Nguyên nhân cũng nhờ lớp vỏ hydrat, các phân tử protein trượt khỏi nhau và phân tán trong nước

- Tính hòa tan của protein phụ thuộc nhiều yếu tố :

[1] pH : Tại pI, tính tan của protein thấp nhất, do trung hoà về điện

[2] Nhiệt độ: nhiệt độ > nhiệt độ giới hạn protein giảm tính tan, tủa xuống Nguyên nhân : các liên kết ngang bị bẻ gãy

[3] Dung môi: hằng số điện môi

Nếu dung môi làm tăng hsđm của dung dịch thì độ tan tăng

Nếu dung môi làm giảm hsđm của dung dịch thì độ tan giảm ( aceton, rượu,…) Nguyên nhân : dung môi cũng háo nước, làm phá vỡ lớp vỏ hydrat

Nếu loại dung môi thì tính tan trở lại như cũ

[4] Nồng độ muối trung tính:

Giản đồ độ hòa tan – nồng độ muối có điểm cực đại A: điểm muối tích, tại đó độ hoà tan của protein đạt cao nhất (NH4)2SO4 > MgCl2 > NH4Cl > NaCl > KCl

3 Sự biến tính :

o Biến tính là sự thay đổi cấu trúc không gian của protein dưới tác động của môi trường, dẫn đến sự thay đổi các tính chất ban đầu của protein

o Cấu trúc bậc 2,3,4 thay đổi; cấu trúc bậc 1 không đổi

o Biến tính thuận nghịch – Biến tính không thuận nghịch (liên kết disulfur)

o Tính chất protein sau khi biến tính : Độ hòa tan giảm; Khả năng hydrat hóa giảm; Mất hoạt tính sinh học; Dễ bị thủy phân hơn; Độ nhớt dung dịch tăng

o Các tác nhân gây biến tính:

- Nhiệt độ : tăng 10 0C thì tốc độ biến tính tăng 600 lần

Biến tính do nhiệt độ cao: > 60 0C

Biến tính do nhiệt độ thấp: nếu tỷ lệ a.a kỵ nứơc / a.a háo nước càng cao thì protein dễ bị biến tính ở nhiệt độ thấp (cấu trúc bậc 4)

- pH: quá cao hay quá thấp gây biến tính không thuận nghịch

- Muối kim loại: muối Na, K < muối KL kiềm thổ < muối KL chuyển tiếp Cu, Fe,

- Hợp chất hữu cơ: ure, guanidine, chất hoạt động bề mặt phá huỷ liên kết Hydro; các chất khử phá hủy liên kết disulfur,…

- Bức xạ: tia bức xạ γ, α, UV, siêu âm làm đứt cầu disulfur, liên kết ion,…

- Cơ học: nhào, trộn, cán, đánh,…

4 Khả năng tạo gel :

- Cấu trúc mạng gel : biến tính duỗi mạch; tạo các nút mạng ; có khả năng giữ nước

- Các liên kết tại nút mạng : hydro (độ dẻo); disulfur, kỵ nước (gel chắc, bền); tĩnh điện (cầu nối ngang)

- Điều kiện tạo gel : Nhiệt độ : gia nhiệt ; hạ nhiệt để có nhiều lk Hydro Acid hóa, kiềm hóa nhẹ để gel chắc hơn Thêm các chất đồng tạo gel (polysaccharide) làm cầu nối giữa các hạt, tăng độ dẻo

5 Khả năng tạo nhũ :

- Hệ nhũ tương : dầu/nước – nước/dầu

- Nhũ tương bền là các hạt nhỏ phân tán tốt và không nhập lại với nhau thành những giọt lớn tách ra

- Cách tạo nhũ bền: Cho chất điện ly vô cơ tăng lực đẩy trái dấu (K2CO3; Na2CO3); Thêm các chất hoạt động bề mặt; Thêm các chất cao phân tử có khả năng hòa tan trong pha liên tục để tạo độ nhớt cao

6 Khả năng tạo bọt :

- Hệ bọt là hệ phân tán khí trong pha liên tục Thí dụ: Kem, bọt bia, bánh mì,…

- Màng bọt thường cấu tạo từ protein, mỏng; bọt chứa không khí hay CO2 Độ bền màng bọt quyết định độ bền hệ bọt

7 Khả năng hấp phụ :

- Do bề mặt phân tử lớn nên trường lực phân tử lớn có khả năng hấp phụ các chất K.L,R khác nhau

- Ứng dụng: định hương

8 Khả năng tạo sợi :

- Biến tính, duỗi mạch

- Gia cố tại pI, thường bổ sung thêm polysaccharide ái nước để tăng số lk hydro

IV.5 CÁC PHẢN ỨNG ĐẶC TRƯNG

IV.5.1 Phản ứng Biure

- Từ 2 Lk peptide trở lên mới có phản ứng này

- Tạo phức tím hồng với CuSO4 trong môi trường kiềm

- Cực đại hấp thu tại 540 nm

(Phức

IV.5.2 Phản ứng Lorry

- Thuốc thử Lorry chứa LiSO4 và molipdat Na

- Tác dụng với các a.a có vòng thơm, hấp thu cực đại ở 750 nm

- Độ nhạy cao, tạo phức màu xanh tím

CuSO4 + 2NaOH Cu(OH)

2 + Na2SO4

C O N H CH

R 1

C O N H CH

R2C O N H CH

R3C O N H CH

R4

+NaOH

C OH

R1C

OH

R2C OH

R3C

V TINH SẠCH PROTEIN

V.1 Nguyên tắc và những điều cần chú ý khi tách và tinh chế protein

- Luôn giữ nhiệt độ thấp (-100C)

- Tránh pH quá cao hay quá thấp

- Khi tách protein bằng các dung môi hữu cơ phải tiến hành nhanh

- Nếu thu nhận protein thường, phải vô hoạt enzym tránh phản ứng thủy phân V.2 Phá hủy tế bào và rút chiết protein

- Cơ học : nghiền với cát, máy nghiền, đông lạnh,

- Hoá học : acetone, ethylic, glycerine,

- Hoá lý : thẩm thấu khuếch tán, thẩm tích,…

- Sinh học : enzym celullase V.3 Phương pháp tách hỗn hợp protein

- Khối lượng phân tử: lắng, ly tâm siêu tốc

- Tính hòa tan :điều khiển bằbg dung mội, muối,…

- Hấp phụ : sắc ký cột, HPLC, sắc ký điện di V.4 Protein concentrate và isolate

- Protein concentrate chứa 65% protein , chỉ qua một lần tách protein

- Protein isolate chứa 90% protein , qua hai lần tách protein

VI BIẾN ĐỔI CỦA PROTEIN TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN

VI.1 Phản ứng thủy phân:

- Tác nhân thủy phân là H+; OH-; enzym protease

- Protease: bromelin, papain, neutrase, pepsine, tripsine, …

- Sử dụng kết hợp H+ - enzym hay OH- - enzym

- Chế biến: tạo ra rất nhiều loại sản phẩm (TP hoàn toàn – không hoàn toàn)

- Bảo quản: tạo ra các loại peptide gây vị đắng cho sản phẩm

VI.2 Phản ứng oxy hóa:

- Do các loại enzym oxyhoá khử và điều kiện tiếp xúc với kk

- Sản phẩm của quá trình có mùi khó chịu, có thể gây độc

Acid amin rượu (RCH2OH); aldehyd (RCHO); hợp chất amin (RCH2NH2)

Tryptophane Scartol; Indol

Cys, Cystine, Met ethylmercaptide (CH3CH2SH); Mercaptolethanol (CH2OHCH2SH)

- Lipid bị oxy hóa sẽ tạo các gốc tự do có khả năng kết hợp với các phân tử protein ở các nhóm chức ở mạch nhánh và gây ra những biến đổi không mong muốn trong cấu trúc protein làm giảm giá trị dinh dưỡng của TP

VI.4 Phản ứng Maillard:

- Phản ứng tạo màu giữa a.a và đường,

- Sản phẩm là những hợp chất có màu sẫm, có mùi đặc trưng (Melanoidin)

- Chế biến : cacao – chocolate, bánh mì, bánh nướng, …

- Bảo quản : nước quả cô đặc, bột mì,…

CHƯƠNG 3

LIPID

KHÁI NIỆM CHUNG

Định nghĩa

Lipid là dẫn xuất các acid béo cao phân tử và các alcohol

Thường gặp là dầu thực vật và mỡ động vật

Phân bố : + ĐV: mô mỡ, óc, sữa,…

+ TV: cây và hạt có dầu (nành, phộng, thầu dầu, oliu, hướng dương, cám,…)

Thành phần lipid của một vài loại nguyên liệu

[1] Lipid đơn giản:

Thuỷ phân cho rượu và acid

3 nhóm: + Glyceride: ester của glycerine và acid béo

+ Seride (sáp): ester của rượu bậc cao + Steride: ester của rượu đa vòng

[2] Lipid phức tạp:

Khi thủy phân, ngoài rượu và acid béo còn các chất khác không phải là lipid

Các phân nhóm: + Phospholipid : H3PO4

+ Proteolipid (lipoprotein) : protein + Glucolipid : glucid

Tính chất chung

• Kỵ nước:

Không hoặc kém tan trong nước: tất cả chất béo

Tan trong dung môi phân cực

Phương pháp xác định hàm lượng lipid trong nguyên liệu : trích ly

• Khó bị thủy phân: cần chất tạo nhũ (acid mật : acid cholic)

Vai trò chức năng

- Thành phần cấu tạo màng tế bào và cấu trúc dưới tế bào (lipoprotein)

- Cung cấp năng lượng cho cơ thể (9,3 Kcal/g)

- Hoà tan một số vitamin

- Tham gia các quá trình chế biến (chiên, xào)

• Ứng dụng lipid:

- Xà phòng và chất tẩy giặt tổng hợp

- Chất hoạt động bề mặt, nhũ hóa, tạo màng

- Chất bôi trơn động cơ

- Phụ gia dệt nhuộm

- Tá dược cho vit Dầu, thuốc mỡ, dầu xoa

- Mỹ phẩm

- Mặt hàng xuất khẩu

Nhu cầu :

- Phụ thuộc tuổi, tình trạng sức khoẻ, tính chất lao động, đặc điểm dân tộc, khí hậu,…

- 14 – 15 % tổng lượng dinh dưỡng

- Người thường 36 – 42 g/ngày

- Tỷ lệ đạm / lipid

- Quy ước: viết acid béo bằng số C trong mạch : C8 = acid caprilic

- Chiếm đa số trong thành phần lipid ĐV và vài loại lipid TV

- Dạng rắn ở nhiệt độ thường

- A béo mạch ngắn, M thấp dạng tự do hay dạng ester chỉ chiếm một tỷ lệ nhỏ trong tự nhiên Trong quá trình chế biến chúng là những chất tạo mùi thơm cho sản phẩm

- Tính chất cảm quan : các loại acid béo đều có mùi và vị

C4:0 : mùi ôi

C6:0 : mùi ôi, mùi dê

C8:0 : mùi mốc, ôi, xà phòng

C10:0 – 14:0 : mùi xà phòng

- Ngưỡng nhận mùi tăng khi pH tăng

- Các acid béo có C lẽ: valeric (C5), enanthic (C7), là thành phần thơm quan trọng của chất béo sữa và một số dầu TV

- Phản ứng methyl hoá nhóm carboxyl:

Acid béo không no

Công thức chung : CnH2n-2O2 (1 nối đôi)

- Ký hiệu:

- Quy ước: số C – số nối đôi – vị trí nối đôi C18 : 1 9

- Acid béo không thay thế : người và động vật có vú không tổng hợp được (= vit F) cần thiết chống lão hoá tế bào và sinh tổng hợp hoocmon sinh sản, có nhiều trong dầu cá

- Nối đôi dạng cis; cách nhau 1 nhóm –CH2

- A béo dạng trans được tạo thành trong công nghiệp sản xuất dầu mỡ (xử lý nhiệt, đóng rắn dầu) Một số loại cũng tồn tại trong tự nhiên

- Dạng nhũ tương trong nước của acid béo không no tạo ra những mùi vị khó chịu

- Nhiệt độ nóng chảy phụ thuộc vào số, cấu trúc và vị trí của các liên kết đôi

Nhiệt độ nóng chảy của một số acid béo

Ký hiệu Tên acid béo Điểm nóng chảy 0 C

- Acid béo không no thường gặp ở lipid TV và một số ít lipid ĐV

Một số phản ứng của acid béo không no:

[1] Phản ứng oxy hóa cắt mạch

[2] Phản ứng oxy hóa tạo peroxyde

[3] Phản ứng cộng hợp halogen

COOHCOOH

[4] Phản ứng hydro hóa :

Các loại acid béo no thường gặp

Các loại acid béo không no thường gặp

Các loại acid béo khác:

Acid béo mạch nhánh: hiếm, thường tìm thấy trong chất béo sữa; có thể là no hay không no

Acid béo mạch vòng:

Chứa trong tinh dầu hải ly, mùi thơm dễ chịu

D – 2 – hydroxy acid từ C16 : 0 đến C25 : 0 (mạch C chẵn và lẽ) có nhiều trong lá xanh và các loại rau

[2] Oxo acid (ceto)

Ít phổ biến hơn hydroxy acid

Lipid sữa chứa 1% oxo acid no (C10 – C20), nhóm –C=O gắn ở C5 – C13

Glyceride là ester của glycerin và acid béo

Tùy mức độ ester hóa: monoglyceride; diglyceride và triglyceride

Tùy vào gốc R1 ; R2 ; R3 có 2 loại glyceride :

CH 2 OH

R 2 COOH

CH 2 OCOR 1 CHOCOR 2

CH 2 OH

R 3 COOH

CH 2 OCOR 1 CHOCOR 2

CH 2 OCOR 3

(CH 2 ) 10 COOH

(CH 2 ) 10 COOH

• Glyceride đơn giản : (thuần) R1 ≡ R2 ≡ R3

• Glyceride phức tạp : (tạp) R1 ≠ R2 ≠ R3

Thành phần chất béo tự nhiên: đa số là triglyceride, một ít mono và diglyceride, acid béo tự do và lượng nhỏ tạp chất

Triglyceride tự nhiên chứa đa số là glyceride tạp, chỉ có một phần nhỏ là glyceride thuần Mỡ heo: - Tripalmitin 1%

- Palmitostearoolein 27%

Mono và Diacylglycerol: (MG,DG - Mono và Diglyceride)

- Thành phần tự nhiên trong dầu mỡ rất thấp; tăng dần trong quá trình bảo quản và chế biến

do phản ứng thủy phân

- Trong CN, người ta sản xuất MG va DG bằng phản ứng giữa triacylglycerol và glycerin ở

2000C, xúc tác kiềm

Tại điểm cân bằng có 40 – 60% MG; 35 – 45% DG; 5 – 15% TG

- Tách MG ra khỏi hỗn hợp kết tinh trong chân không sâu, thu được phân đoạn chứa 90 – 95%

MG

- MG và DG là tác nhân hoạt động bề mặt, ứng dụng làm chất tạo nhũ trong công nghiệp TP

Triacylglycerol: (TG – Triglyceride)

• Triglyceride động vật :

- Tế bào mô mỡ

- ĐV trên cạn: a.béo no cao, mạch C dài, T0nc cao, dạng rắn

- ĐV dưới nước: a.béo không no cao (dầu cá trích 75%), dạng lỏng

CH 2 OH

CH 2 OCOR 1 CHOCOR 2

CH 2 OH

CH 2 OCOR 1 CHOH

CH 2 OH

CH 2 OCOR 1 CHOH

CH 2 OCOR 3

CH 2 OH CHOCOR 2

CH 2 OH

+

Sữa voi 20%

Sữa cá voi 46%

- Chứa cholesterol, Vit A, Vit D cần cho quá trình sinh trưởng (trẻ em)

• Triglyceride thực vật:

- Chứa trong hạt, phôi hạt: bông, lanh, thầu dầu, đậu phộng, hạt hòa thảo

- Mạch C ngắn, % a béo không no cao, dạng lỏng

- Chứa Vit E, F cần cho quá trình sinh sản, chống lão hóa (người lớn)

Tính chất của triglyceride:

[1] Nhiệt độ nóng chảy:

- Yếu tố quyết định trạng thái lỏng rắn của chất béo:

Độ dài mạch C Số liên kết không no Nhiệt độ nóng chảy Tỷ lệ giữa các loại acid béo

- Không có điểm nóng chảy rõ ràng, thường là một khoảng nóng chảy

- Máy đo điểm nóng chảy

[2] Tính hòa tan:

- Không tan trong nước, trừ một vài a béo mạch ngắn

- Tan tốt trong dung môi hữu cơ không phân cực: chloroform, ether ethylic, benzen,…

- Nếu có chất tạo nhũ, có thể tạo nhũ tương với nước

[3] Tính năng công nghệ:

Là những tính chất tạo đặc điểm đặc trưng cho sản phẩm

- Tính lan toả của bơ, margarin,…

- Tính dòn và dễ tan chảy của cacao

- Độ trong suốt của dầu ăn

- Khả năng nhũ hoá và bôi trơn trong công nghệ bánh biscuit

[4] Phản ứng thủy phân:

Phản ứng xà phòng hóa

- Xà phòng cục: hỗn hợp muối Na của a béo + màu, mùi, chất phụ gia khác

- Xà phòng mềm: loại dầu (khô, bán khô, không khô), loại muối (Na,K)

[5] Phản ứng chuyển ester:

- Điều kiện : Không nước; T0 = 110 – 160 0C;

Xúc tác: methylate Na, ethylate Na (0,1 – 0,3 %) Phản ứng thuận nghịch và đạt cân bằng tùy thuộc cấu trúc và thành phần của TG

- Ứng dụng: rất quan trọng trong CN vì nó có thể làm thay đổi tính chất vật lý của chất béo hay hỗn hợp mà không cần thay đổi cấu trúc của chất béo

Tăng khả năng nhũ hoá của mỡ heo khi làm bánh

Sản xuất mono và diglyceride

[6] Phản ứng oxin:

- Là phản ứng polymer hóa bề mặt, tạo màng

- Chất béo càng có nhiều nối đôi càng dễ tao phản ứng oxin

Phương pháp đánh giá chất lượng dầu béo:

[1] Chỉ số acid (AV)

AV = mg KOH trung hòa hết a béo tự do trong 1g chất béo

AV đánh giá quá trình thủy phân chất béo

Nguyên tắc: R-COOH + KOH R-COOK + H2O

Tiến hành: hòa tan chất béo trong dung môi ether ethylic, định phân bằng KOH 0,05N [2] Chỉ số xà phòng (SV)

SV = mg KOH trung hòa hết a béo tự do và acid béo kết hợp khi xà phòng hóa 1g chất béo

SV đánh giá tổng lượng a béo trong chất béo

Tiến hành : cho lượng thừa KOH phản ứng với chất béo, khuấy, nóng, hồi lưu, định phân KOH dư bằng HCl hay H2SO4

[3] Chỉ số ester (EV)

EV = mg KOH trung hòa hết acid béo kết hợp trong 1g chất béo

EV = SV - AV

[4] Chỉ số Iod (IV)

IV = g I2 bão hóa hết số liên kết đôi trong 100g chất béo

IV đánh giá mức độ không no của chất béo

Dùng IV để phân loại dầu béo:

[1] Dầu khô : IV > 130

[2] Dầu bán khô : 85 < IV < 130

[3] Dầu không khô : IV < 85

Một số giá trị của IV

A B C

+

D E F

D C

+

B E F

A B F

+

D E C

- Tiến hành : cho lượng dư I2 hay Br2 cộng hợp với nối đôi của chất béo, định phân phần I2 hay

Br2 dư bằng Na2S2O3

[5] Chỉ số Peroxyde (PV)

- PV = g I2 giải phóng khi cho KI tác dụng với peroxyd trong 100g chất béo

- PV đánh giá mức độ oxy hóa của chất béo

Phản ứng tạo I2 :

Phản ứng chuẩn độ I2 :

[6] Chỉ số Reichert – Meissle : (RMV)

- RMV = ml NaOH trung hoà các a béo chưng cất lôi cuốn hơi nước từ 5g chất béo đã phân huỷ

- RMV đánh giá lượng a béo mạch ngắn trong chất béo

- Tiến hành:

Phân hủy chất béo thành a béo tự do

Chưng cất lôi cuốn hơi nước

Chiết vào dung môi ether, định phân bằng NaOH 0,1N

Seride (Sáp)

Seride là ester của a béo bậc cao và các rượu đơn chức cao phân tử (R = 27 – 33)

R1: a palmitic, serotic, montanic, melisic,…

R2: rượu serilic, monanilic, miricilic,…

Cetyl alcohol C16H33OH Stearyl alcohol C18H37OH Oleyl alcohol C18H35OH Trong sáp tự nhiên có khoảng 50% các ester và 50% rượu cao phân tử, acid béo cao phân tử, carbua hydro, các chất màu mùi,…

Sáp động vật

Tuyến sáp của động vật

Sáp ong: bảo vệ mật và ấu trùng ong

Thành phần chính là palmitomirixilic CH3 (CH2)14 – O – CO – CH2 (CH2)28 CH3

T0nc = 62 – 70 0C

Lanolin: sáp lông cừu, giữ lông và da không bị thấm nước

Là hỗn hợp ester giữa rượu đa vòng và a béo bậc cao phân nhánh (lanopalmitic, lanostearic) Spermaceti: chất béo trong não cá voi, mỡ cá nhà táng

Thành phần sáp của một vài loại rau quả

Lá bắp cải Rượu C 12 , C 18 - C 28 ; acid palmitic và các acid khác

Ceryl và stearyl alcohol Nonacozan C 29 H 60 ; dẫn xuất nonacazol

CH 3 – (CH 2 ) 13 – CH – (CH 2 ) 13 – CH 3

OH Thuốc lá Heptocozan C 27 H 56 ; Untriacontan C 31 H 64 Nho a palmitic; ester palmitic với enocaprol; rượu cerilic; myristic,

cerolic,…

Hoa Sáp có màu, ester dipalmitate với rượu 2 chức xanthophyll, zeaxanthin

(carotenoid) Hoa hướng dương Ceryl cerotate

- Tách sáp cùng với dầu béo khi trích ly bằng dung môi hữu cơ

- Sáp tan trong dầu ở nhiệt độ cao, ở nhiệt độ thường kết tinh làm đục dầu (dầu máy xe mùa đông)

- Cutin : bảo vệ các lớp biểu bì TV (waxe cuticle); là một polymer phức tạp, M lớn, hoà tan trong kiềm

Sáp khoáng

Chiết xuất từ than đá lignide hoặc than bùn nhờ dung môi hữu cơ

Thành phần : a montanilic và ester của nó

T0nc = 72 – 77 0C

Tính chất của sáp

- Chất vô định hình, nhiệt độ nóng chảy thấp

- Hoà tan tốt trong dung môi hữu cơ

- Không thấm nước, không dẫn điện,không cháy

- Bền hoá học, bền ánh sáng, khó oxy hóa, khó thủy phân (xà phòng hóa ở 150 – 1600C, môi trường kiềm)

Ứng dụng của sáp

- Bảo quản các loại rau quả, cơ quan nội tạng,…; Vật liệu cách điện; Khuôn in, phục chế tranh; Sơn, bút chì, mỹ phẩm,…

Steride:

 Là ester của rượu vòng sterol với a béo cao phân tử

 Trong tự nhiên, % sterol chiếm đa số, lượng steride chỉ chiếm phần nhỏ (cơ thể người 90/10)

 Vai trò sinh hóa của sterol quan trọng hơn các steride Chúng tham gia các quá trình liên kết nước, liên kết với độc tố làm giảm độc tính Một số sterol gây bệnh ung thư, một số khác lại có tác dụng chữa được bệnh ung thư

OH O

O

CO O OC

OC O

O

OH OH

CO

O O

O O

 Steride và sterol là những chất rắn không màu, không tan trong nước, tan trong chloroform, ether, rượu nóng,

 Cấu trúc sterol được tạo thành từ 4 vòng A, B, C, và D

 Đặc trưng cấu trúc của sterol là nhóm –OH tại vị trí C3

 Mặt phẳng chứa 4 vòng được biểu diễn trên mặt phẳng tờ giấy Nhóm thế nào ở trên mặt phẳng là nhómβ Nhóm thế nào ở dưới mặt phẳng phân tử là nhóm α

Steride của động vật

[1] Cholesterol

Sinh tổng hợp trong cơ thể từ squarlen

Tế bào, mô, não, máu, sữa,… của động vật có vú, dạng tự do hay ester hóa với acid béo no hay không no Dầu TV có ít cholesterol hơn so với mỡ ĐV

Thành phần cholesterol trong vài loại nguyên liệu động vật

Nguyên liệu Tổng lượng cholesterol (mg/100g) Óc bò

Lòng đỏ trứng Cật heo Gan heo

Bơ Thịt heo nạc Thịt bò nạc Cá (bơn)

 Vai trò sinh học : Cholesterol là chất tiền thân của quá trình sinh tổng hợp các loại steride khác như hoocmon sinh dục

 Tại mật, cholesterol bị oxy hóa thành a cholic (a mật) tạo nhũ tương hấp thụ lipid ở ruột

 Trẻ em : bổ sung vì chưa đủ

 Trưởng thành : dư cholesterol sẽ tích lũy trong máu, gây xơ vữa mạch máu, bệnh huyết áp cao, tim mạch

 Các a mật (acid cholic) tại mật hay ruột thường kết hợp với glycine (glycocholic) và với taurin (taurocholic) có tính chất hoạt động bề mặt, giữ vai trò chất tạo nhũ, tăng cường hấp thu triacyl glyceride trong ruột

 Cholesterol và các dẫn xuất của nó gây ra mùivị lạ, khó chịu

[2] Vitamin D3 (cholecalcipherol)

 Tạo thành do quang phân 7-dehydrocholesterol

 Tia tử ngoại sẽ mở vòng B; tạo tiền vit D rồiø vit D

 Sản phẩm phụ là lumi và tachisterol, không có hoạt tính vitamin D

 Cholecalcipherol chuyển sang dạng hoocmon hoạt động 1,25-dihydroxy cholecalcipherol bằng phản ứng hydroxyl hoá tại gan và cật

 7-dehydrocholesterol được cung cấp từ thực phẩm, tích tụ dưới da và được chuyển sang vit

D3 bằng tia tử ngoại

Gramisterol

CH3

CH2

Steride của thực vật (Phytosterol)

[1] Sterol không chứa nhóm α - CH3

Hàm lượng nhỏ

Ngoài cholesterol, campesterol, stigmasterol, sitosterol, ergosterol có cấu tạo gần giống cholesterol, đổi khác ở C17 mạch nhánh

β - Sitosterol Stigmasterol Ergosterol

Thành phần sterol của dầu thực vật (mg/kg)

278

145

1145

253 0,5

34 0,5

0,5 0,5

276

17

3348

85 0,5

18 0,5

0,5 0,5

19 0,5

732

78 0,5

30

580

0,5 0,5

88

42

252 0,5

51 0,5 0,5

[2] Sterol chứa nhóm α - CH3 (nhóm α-methylene)

Obtusifoliol (4α,14α-dimethyl-24-methylen-5α-cholest-8en-3β-ol) và Gramisterol 24-methylen-5α-cholest-7en-3β-ol)

(α-methyl-LIPID PHỨC TẠP

Phospholipid

Là ester của rượu đa chức và acid béo cao, có H3PO4 và base Nitơ

Rượu: glycerine, inoside, sphingozine,…

Acid béo: palmitic, stearic, linolenic, linoleic, arachidonic, lignoceric, nevonic,…

Base Nitơ: colin, serin, colamin,…

Là chất rắn không màu, dễ bị sẫm màu do bị oxyhóa vì có nhiều nối đôi

Tan tốt trong dung môi hữu cơ, không tan trong nước, có tính hoạt động bề mặt, tạo huyền phù bền; Bị phân cắt trong môi trường KOH, acid

Là thành phần cấu tạo nên lipoprotein