Bien Hinh Protein.diendandaihoc.vn

8/3/2019 Bien Hinh Protein.diendandaihoc.vn

http://slidepdf.com/reader/full/bien-hinh-proteindiendandaihocvn 1/13

Công Ngh Protein & Enzyme Bin Hình Protein

1

BIN HÌNH PROTEIN:

I. nh nghĩa bin hình Protein:Bin hình Protein tc là dùng các tác nhân lý hc, hóa hc, hay enzyme

hc tác ng lên Protein nhm làm thay i mt phn cu trúc phân t do ócác tính cht ca nó cũng thay i theo.

II. Các tác nhân làm bin hình Protein:– Tác nhân vt lý– Tác nhân hóa hc– Tác nhân sinh hc (Tác nhân enzyme hay vi sinh vt)

1. Tác nhân vt lý làm bin hình Protein:a. Bin hình bng gia công cơ hc:Các bin pháp gia công cơ hc có tác dng làm bin i các tính cht chc

năng ca Protein.– Trưng hp các bt Protein hoc các Protein cô c, vic gia công bng

cách nghin khô rt quan trng, to cho bt có ưc b mt ln do ó ci thinưc kh năng hp th nưc, kh năng hòa tan, kh năng hp th cht béo vàkh năng to bt.– Vi các huyn phù Protein hoc dung dch Protein thì bin pháp ng hóa

như trong trưng hp ng hóa sa là rt có ích.– Trong trưng hp to bt, b mt liên pha nưc/không khí, lc ct

thưng làm bin tính b mt và tp hp Protein. Chính s bin tính mt phncác Protein mà làm cho bt bn.

– Trong vic to hình Protein như quá trình to bt nhão, to si và nu ùncác lc cơ hc cũng óng vai trò rt quan trng..

b. Bin hình bng x lý nhit:– Nhit có th làm bin i cu trúc Protein, thy phân liên kt peptid, thay

i các acid amin mch bên và làm ngưng t Protein vi nhng phân t chtkhác.Tùy mc gia nhit mà cht lưng ca thc phm có th tt hơn hoc

kém i.– x lý nhit các Protein hoc các thc phm cha Protein trong iu kin

vng mt các cht khác, tùy theo cưng gia nhit mà có th xy ra các phnng khác nhau.Phn ln các phân t Protein ch gi ưc các tính cht sinhhc và tính cht chc năng trong mt phm vi nhit rt thp.– Khi gia nhit va phi thì các Protein ch b bin tính.

Gia nhit va phi như bin pháp chn trưc khi óng hp mt s rau qu cũngnhm làm bin tính và vô hat các enzym (protease, polyphenoloxydaza,lypoxydaza…)

Sư u tm b i: www.daihoc.com.vn




2

– Gia nhit va phi, còn có tác dng làm cho mt s thc phm giàucolagen, glixinin u tương, albumin s d dàng tiêu hóa hơn– Khi gia nhit kiu thanh trùng nhit ln hơn 110 –115oC các sn

phm giàu Protein như tht, cá, sa s gây phá hy mt phn các gc Cistin,Cistein hình thành nên H2S, dimetyl sulfua, acid cisteic và các hp cht bayhơi khác khin cho các sn phm này có mùi c trưng.– Khi gia nhit khan các Protein nhit trên 200oC (nhit t ưc

khi rán tht và cá) thì tryptophan s b vòng hóa to ra α, β hoc γ cacbolin:

– Khi gia nhit nhit cao (t > 200oC) các thc phm giàu Protein có pHtrung tính hoc khi gia nhit các thc phm giàu Protein có môi trưng kimthì s xy ra: Thy phân các liên kt peptid và ng phân hóa các gc acid amin, to ra

hn hp raxemic do ó làm gim giá tr dinh dưng i 50%. Phá hy mt s acid amin: To cu ni ng hóa tr. Gc DHA ưc to ra do phn ng loi (kh) β

gc Cistein hoc phosphoserin:

– Mch polypeptid có chung gc lysine, gc ornitin hoc gc Cistein s kthp vi mch poly có cha gc DHA theo sơ sau:





3

– Khi x lý nhit tht hoc cá nhit cao hơn nhit thanh trùng thì cònto ra cu ng hóa tr kiu isopeptid gia gc lysine ca chui peptid nàyvi gc glutamic hoc gc aspartic ca chui peptid khác:V phương din dinh dưng, vic to ra cu ng hóa tr isopeptid trongcùng mt phân t hoc gia các phân t s làm gim tiêu hóa ca N, gimh s s dng Protein và giá tr sinh hc ca Protein. Hơn na do hiu ngkhông gian các cu ng hóa tr (glutaminlizyl hoc aspartyl-lizyl) s ngăncn không cho các protease n ưc vùng c hiu thy phân do ó làmcho quá trình tiêu hóa protein b chm li.

2. Tác nhân hóa hc làm bin hình Protein:a. Thay i pH: – Khi ưa pH n acid hoc kim– Khi ưa pH n kim– Riêng i vi các Protein ca u tương nu kim hóa n pH = 10 –12

ri tip n trung hòa to cho Protein có giãn mch sâu sc, sau ó làmkhô bng sy phun thì Protein thu ưc s có kh năng to gel ngay khi ưctái hydrat hóa nhit bình thưng.– Khi ưa Protein n pH thích hp nu có mt các ion a hóa tr hoc mt

s cht a in ly thì s làm tăng kh năng to các cu ni ion gia các phân t

Protein.– ưa pH ca Protein n im ng in gây cho Protein tp hp thunnghch nhưng không làm giãn mch bt thun nghch Protein là cách ơn gin tách và làm sch Protein

b. X lý bng dung môi phân cc:– Các Protein có th b bin hình khi ưc x lý bng các dung môi có

phân cc khác nhau. Các bin pháp x lý bng dung môi này thưng làm phơi





4

bày các vùng k nưc mà vn trưc ó ã b che khut, do ó s làm choProtein tp hp và kt ta không thun nghch ( pH trung tính hoc ngin).- Quá trình kt ta Protein bi dung môi có th dùng to gel.– Các hp cht như ure và các mui ca guanidin khi dung dch m c

(4-8M) có tác dng phá hy liên kt hydro do ó làm cho Protein b bin hình.

c. Gn vào Protein các nhóm chc :– Nu làm thay i các nhóm bên ca Protein có th làm thay i có

cc hay làm thay i s tích in ca Protein. Phân t Protein lúc này có thcun li, giãn ra và (hoc) tp hp vi nhng phân t Protein khác– Khi gn vào Protein các nhóm cacboxyl ion hóa s to cho Protein lc

y tĩnh in do ó b phân ly, giãn mch d dàng. Ngoài ra, khi ưa cácnhóm ion này vào s làm cho kh năng hp th nưc và bn nhit caProtein tt hơn c bit là làm tăng nhy ca Protein khi kt ta vi ionCa2+.– Khi ưa các nhóm phosphat hoc sulfat vào gluten s làm tăng kh năng

hp th nưc, kh năng to gel và kh năng to màng.– Các tác nhân hat ng b mt như natri dodexylsunfat khi ưc gn

vào Protein s làm giãn mch và bin hình Protein.– Các cht ty ra dng anion có tác dng làm cho Protein tích in âm

(khi pH gn trung tính) do ó làm tăng lc y bên trong và làm bin hìnhProtein.

d. To ra cu ng hóa tr:– Khi gn bng ng hóa tr các polyol vào Protein s làm tăng có cc

và hòa tan và Protein không b kt ta khi gia nhit.– Có th làm cho Protein k nưc bng cách ưa vào Protein các nhóm

không cc.Ngưi ta cũng có th dùng các cht phn ng nh chc kiu nhưandehyd malonic, aldehyd glutaric hoc formaldehid trung hp hóa(paraformandehid) khâu (bng ng hóa tr) các nhóm ε –NH2

ca gclysine trong Protein li vi nhau. Phn ng kiu này thưng làm gim tínhhòa tan và tiêu hóa ca Protein:





5

– Có th to ra các cu disulfua bng phn ng oxy hóa va phi cácnhóm tiol khi có mt không khí, bromat hoc enzyme oxy hóa. Các phn ngnày ưc dùng hng ngày trong công ngh làm bánh mì ci thin tính chtnht do ca gluten

– Cũng có th gn ng hóa tr các acid amin nht là các acid amin khôngth thay th vào Protein tăng giá tr dinh dưng ca Protein. Chng hngn methionin vào Protein u nành, so vi vic b sung methionin t do thìcó mt s ưu im sau: Không có mùi ca methionin Methionin không b mt do khuych tán hoc b mt trong quá trình to

si Methionin không b phân hy trong d c ca ng vt nhai li Bo v ưc các nhóm ε –NH2 và α-NH2 dính líu vào phn ng Maillard

Methionin, lysine hoc tryptophan có th ưc gn vào nhóm ε –

NH2 ca lysine hay vào nhóm α-NH2 cui hoc các nhóm cacboxyl caacid glutamic và aspartic

– Cũng có th gn acid amin vào Protein bng cách gia nhit trc tipProtein vi các N-cacboxyanhidric





6

Bng cách trùng hp hóa t N-cacboxianhidric methionin có th ghép cácchui polymethionin vi chiu dài khác nhau lên các nhóm ε –NH2 caProtein.

e. Thy phân hn ch:– Thy phân hn ch các liên kt peptid, chng hn un nóng Protein thc

vt trong HCl có nng 1-3 M, 100o

C trong thi gian t 10 – 15h tănglưng nitơ phi Protein lên ba ln, có th làm tăng hòa tan lên rt nhiu vàdo ó làm tăng các tính cht b mt ca gluten lên.– Thy phân bng acid, nói chung, s làm bin i các mch bên ca

Protein, chng hn s kh gc amid ca asparagin và glutamin, kh phosphoca phosphoserin và phá hy các gc tryptophan.S thy phân bng acidthưng qua nhiu phn ng phc tp ri to thành các sc t và dn sutcó mùi thơm ca tht.– S thy phân hn ch các liên kt peptid cũng có th thu ưc bng cách

un nóng các Protein trong môi trưng kim. Chng hn un nóng Protein

trong NaOH có pH = 11 –12,5 và nhit 70 –90o

trong thi gian t 20 phút n vài gi. Phương pháp kh trơng hp này có th dùng hòa tan vàtrích ly các Protein ít hòa tan ca thc vt, ca vi sinh vt và ca cá.

3. Tác nhân sinh hc làm bin hình Protein:a. Các enzyme thy phân Protein (Protease):

Các enzyme thy phân Protein thưng có tên gi là protease, protease, peptidase hay C-N-hydrodase. Enzyme protease phân ct liên kt peptid giacác L- axid amin:





7

Phn ng thy phân không cn cung cp năng lưng t bên ngoài và cân bng phn ng s chuyn dch v phía trái.

Mt s Protease thưng s dng trong bin hình Protein: Papain: (EC.3.4.22.2)

Pepsin (EC.3.4.4.1)

Renin: (EC 3.4.4.3)

Chimotripsin: (E.C3.4.21.1) Trypsin: (EC.3.4.21.4)

Subtilisin: (EC.3.4.4.16)– .

Colagenase :(EC.3.4.24.3)

b. Vai trò protease trong bin hình protein: [2]

– Các protease có th xúc tác phn ng phân ct các liên kt peptid cũngnhư phn ng tng hp ra các liên kt peptid mi.

– Phc acyl-enzyme trung gian ưc to ra do s phân ct liên kt peptid cóth b tn công nucleophil bi mt nhóm amin tân to ra mt liên kt peptidmi hoc bi phân t nưc gii phóng ra mt chui ngn hơn.– Khi liên kt peptid b thu phân thì s dn ti các hu qu sau:

• Tăng s lưng nhóm có cc -NH3 và COO- và do ó tăng háo nưcca sn phm.

• Gim khi lưng phân t ca các chui polypeptid.• Cu hình phân t cũng có th b thay i.





8

– Ngưc li, khi liên kt peptid ưc tân to thì s làm gim s nhóm cócc, do ó làm gim theo háo nưc và làm tăng khi lưng phân t cũngnhư làm bin i cu hình phân t ca protein.– Protein b bin hình bi protease có th bng phn ng kh trùng hp

hoc bng phn ng trùng hp.

III. ng dng bin hình protein trong công nghip:

1. Bin hình colagen và làm mm tht– Colagen là protein hình si ca tht.Có cu trúc gm nhiu si xon c và

liên kt li thành mt khi si.

−

Colagen có mt bn và cng nht nh là do các liên kt chéo trongni phân t và gia các phân t (liên kt hydro, liên kt disunfua, liên ktaldol, liên kt ester và liên kt isopeptid,…). S lưng các liên kt ni và ngoi

phân t này s tăng lên trong tht ca các ng vt già.– colagenase là enzyme s dng rt tt trong làm mm tht. Phương pháp

này ưc ng dng rt nhiu trong ngành công ngh thc phm sn xut hp.2. Kh năng to bt nhão:3. Kh năng to bt:

Bt thc phm là h phân tán ca các bóng bt trong mt pha liên tc là

cht lng hoc cht na rn, có cha mt cht hot ng b mt hoà tan. Cácloi kem ưp lnh, bt bia, bánh mì,…là nhng bt thc phm.Trong sn xut bia, s to bt là mt trong nhng tính cht quan trng ca bia.

−−−− Công thc ca ko mm phi có cht to bt ko xp, thưng dùnglòng trng trng gà.





9

4. Kh năng to gel ca protein [4]– Có th nói thc phm như giò la, giò cá, phomat, bánh mì, …là nhng

sn phm có kt cu b khung t gel protein.– ông t sa là quá trình quan trng nht trong sn xut phomat.

Quá trình này ưc minh ha theo sơ sau:

ưng + Mt + tinh bt

Sirô

Nu

ánh trn

To hình

óng gói và bo qun

Sa, bơ, lc,....Lòng trng trng

ánh bông xp





10

5. Kh năng c nh mùi: [1]– Protein có th c nh ưc các cht có mùi khác nhau. Các cht có mùi là

nhng cht bay hơi, protein có th hp ph vt lý hoc hp ph hoá hc cáccht có mùi qua tương tác Van der Waals hoc qua liên kt ng hoá tr là liênkt tĩnh in.

6. Kh năng nhũ hoá:

– Nhũ tương là h phân tán ca hai cht lng không trn ln nhau ưc,trong ó mt cht lng dưi dng nhng git nh ca pha b phân tán, còncht kia dưi dng pha phân tán liên tc.– Nhiu sn phm thc phm là nhng nhũ tương như: sa, kem, bơ,

phomat nóng chy, lòng trng, tht nghin nh làm xúc xích…– Nhũ tương là h thng không bn nhit ng làm cho nhũ tương bn,

ngưi ta dùng các cht kh nhũ hoá: Cho các cht in ly vô cơ vào Hoc thêm các cht hot ng b mt có cu trúc lưng cc Hoc thêm nhng cht cao phân t hoà tan ưc trong pha liên tc

7. Bin hình protein bng phn ng plastein:a. Phn ng plastein:– Trưc ây, Plastein ln u tiên ưc s dng t tên cho sn phm kt

ta thu ưc khi cho renin vào dch thu phân hn ch ca fibrin. Ngày nay,Plastein ưc nh nghĩa là mt gel protein ưc to ra khi thêm mtendopeptidase vào mt dung dch ã cô c ca protein thu phân và khônghoà tan ưc trong dung dch acid tricloaxetic 10%. Phn ng to ra plasteinưc gi là phn ng plastein.– Dưi tác dng ca protease, các peptid ưc xp li thành plastein theo sơ

sau:

– Các iu kin cn cho phn ng plastein : Các peptid phi có khi lưng phân t gia 500 và 2000 Dal và phi

có nng trên 10%. pH ca phn ng là gia 4 và 7.





11

háo nưc ca các cơ cht peptid có vai trò rt quan trng: hiu sut plastein thu ưc s cc i khi t l peptid háo nưc/peptid k nưc bng0.5.– Phn ng plastein thưng bao gm hai giai on: Thu phân hn ch protein nng thp (<= 5%) n các peptid có

khi lưng phân t xác nh. Tái tng hp bng mt protease (có th cùng mt protease hoc khác

vi protease giai on mt) to thành plastein.

b. ng dng phn ng plastein:– S dng phn ng plastein cho phép làm gim thiu hoc thm chí loi

tr v ng ca các peptid to thành t dch thu phân protein u tương(Fujimaki và cng s, 1970).– Tuy nhiên, công ngh ca phn ng plastein là kh năng ci bin các tính

cht dinh dưng ca protein– S dng phn ng plastein còn cho phép ci thin tính lưng tính ca

protein thc phm bng cách cài gn các ester ca acid amin k nưc vào

trong các protein háo nưcc. Ch tác plastein t protein u tương:– Ngưi ta thc hin theo sơ phn ng plastein hai giai on hoc mt

giai on:+Trong phn ng plastein hai giai on thì giai on thu phân và giai ontng hp có th ưc xúc tác bi cùng mt protease hoc bi hai protease khácnhau

Protein u tương(nng thp)

thu phân bng pepsin(pH 1,6; 370C; 12h)

Oligopeptit(trung hoà ti pH 7 cô c chânkhông ti nng xác nh)

B sung este ca axitamin

Tái tng hp bng papain(pH 6; 370C; 24h)Oligopeptit (nng cao)

Plasein ãưc b sung axitamin





12

– iu kin cài gn methionin bng phn ng hai giai on là:• Nng oligopeptid: 20%• Nng papain s dng: 1%• Ester metylmethionin: 5%• pH: 6, nhit 37oC, thi gian 24h

– Trong phn ng plastein mt giai on thì phn ng thu phân và phnng tng hp u xy ra ng thi.

– Sơ phn ng mt giai on ch tác plastein t protein u tương:

– u tiên papain tác dng vi phân t protein to thành sn phm trunggian peptidyl-papain. Sau ó là phn ng amin-phân bi H-Met-O-Et (ester ca methionin) to thành sn phm ưc gn methionin vào u cuicacbon.

Protein u tương(nng cao)

Papain

H – (peptit) – O – papain

H – Met – O – Et

H – (pepsin) – Met – O - Et





Sơ ch phm t 1 s protein bin hình

Bien Hinh Protein.diendandaihoc.vn

Documents