Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Hóa Sinh thực phẩm đại cương

8,583 views

Published on

Hóa Sinh thực phẩm đại cương

Published in: Food
  • Login to see the comments

Hóa Sinh thực phẩm đại cương

  1. 1. 1  Nước giữ vai trò quan trọng trong đời sống.  Là thành phần chính của cơ thể và của sản phẩm thực phẩm  Là môi trường cũng là một thành phần của các phả ứng hoá sinh ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 1  Nhào rửa nguyên liệu  Vận chuyển và xử lý nguyên liệu ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 2  Đảm bảo giá trị cảm quan của sản phẩm  Tăng cường các quá trình sinh học như hô hấp, lên men  Tham gia vào quá trình làm lạnh hoặc gia nhiệt ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 3
  2. 2. 2 Chương 8: NƯỚC 8.1. Cấu trúc phân tử nước 8.2. Tính chất của nước 8.3. Trạng thái của nước trong thực phẩm 8.4. Hoạt độ của nước và đường đẳng nhiệt hấp thụ 8.5. Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến thực phẩm ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 4 8.1 Cấu tạo của nước  Ở thể hơi nước ở dạng đơn phân (monomer) ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 5  Ở thể rắn, trong nước đá, các phân tử nước được sắp xếp thành mạng lưới tinh thể và mỗi phân tử nước được bao quanh bỡi 4 phân tử nước khác, với liên kết hydro ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 6
  3. 3. 3  Ở trạng thái lỏng, cấu trúc tứ diện vẫn được duy trì cục bộ và tồn tại đồng thời với nước dạng phân tử có mật độ lớn ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 7 8.2. TÍNH CHẤT CỦA NƯỚC 8.2.1 PHẢN ỨNG GIỮA NƯỚC VỚI CHẤT TAN:  Solvat hoá các ion: do tính phân cực mạnh, nên các phân tử nước liên kết với các ion của chất tan, tạo thành lớp vỏ hydrat  Ví dụ: bao quanh K+, Na+ là 6 phân tử nước và Cl- là 2 phân tử nước ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 8 8.2. TÍNH CHẤT CỦA NƯỚC 8.2.1 PHẢN ỨNG GIỮA NƯỚC VỚI CHẤT TAN:  Ion hoá các ion: – Ví dụ: ion hoá axit hữu cơ: H-O-H + H-O-C-R  Nhiệt hoà tan: hoà tan một chất rắn kèm theo sự phát nhiệt hoặc thu nhiệt, tuỳ thuộc lực phản ứng giữa các phân tử chất tan và các phân tử nuớc ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 9
  4. 4. 4 8.2. TÍNH CHẤT CỦA NƯỚC 8.2.2 PHẢN ỨNG GIỮA NƯỚC VỚI CÁC PHÂN TỬ LƯỠNG CỰC:  Một số dẫn suất của lipid : xà phòng, phospholipid, muối mật…là chất lưỡng cực, trong phân tử có đồng thời nhóm kỵ nước (hydrophobe) và nhóm háo nước(hydrophile)  Ví dụ: Natri stearate ( CH3- (CH2)16 – COO-Na+).Cho vào nước, các iôn không tạo thành dung dịch mà tạo thành hệ keo phân tán, mổi mixen có thể tập hợp từ 20 – 1000 gốc ( đơn vị). Các nhóm cacboxylate (anion) nằm ở mặt ngoài các mixen, bao bọc bỡi lớp vỏ hydrat, giống như Na+. Vùng trung tâm của các mixen có thể hấp phụ các phân tử kỵ nước như chất béo ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 10 8.2. TÍNH CHẤT CỦA NƯỚC 8.2.2. PHẢN ỨNG GIỮA NƯỚC VỚI CÁC PHÂN TỬ LƯỠNG CỰC:  Tóm lại, khi đưa vào nước các chất khác nhau dưới dạng dung dịch hay dung dịch keo sẽ tạo ra các thuôc tính kết hợp, tuỳ thuộc vào số lượng phân tử có mặt mà làm thay đổi : giảm áp suất hơi bão hoà, tăng điểm sôi, giảm điểm đóng băng… ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 11 8.3. TRẠNG THÁI CỦA NƯỚC TRONG THỰC PHẨM  Hàm lượng nước ( hoặc độ ẩm) của thực phẩm là tỷ lệ giữa khối lượng nước có trong thực phẩm so với khối lượng thực phẩm ướt hoặc so với khối lượng thực phẩm khô %m(wet basis) = wt. H2O/ (wt. H2O + wt. Food (dry)) %m(dry basis) = wt. H2O/ wt. Food (dry) ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 12
  5. 5. 5 8.3. TRẠNG THÁI CỦA NƯỚC TRONG THỰC PHẨM  Nhóm sản phẩm có hàm lượng nước cao (trên 40%) ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 13 8.3. TRẠNG THÁI CỦA NƯỚC TRONG THỰC PHẨM  Nhóm sản phẩm có hàm lượng nước trung bình (10-40%) ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 14 8.3. TRẠNG THÁI CỦA NƯỚC TRONG THỰC PHẨM  Nhóm sản phẩm có hàm lượng nước thấp (dưới 10%) ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 15
  6. 6. 6 8.3. TRẠNG THÁI CỦA NƯỚC TRONG THỰC PHẨM  Lợi ích của việc xác định độ ẩm: – Cần thiết về công nghệ. – Cần thiết về phân tích – Cần thiết cho mua bán… ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 16 8.3. TRẠNG THÁI CỦA NƯỚC TRONG THỰC PHẨM  Trong thực phẩm nước có thể ở dạng tự do hoặc ở dạng liên kết. Tuỳ theo mức độ mà có 3 dạng liên kết – Liên kết hóa học – Liên kết hóa lý hay hấp thụ – Liên kết mao quản hay cơ lý ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 17 8.3. TRẠNG THÁI CỦA NƯỚC TRONG THỰC PHẨM  NƯỚC TỰ DO: Là chất lỏng giữa các mixen có tính chất của nước nguyên chất ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 18
  7. 7. 7 8.3. TRẠNG THÁI CỦA NƯỚC TRONG THỰC PHẨM  Liên kết hóa học: Liên kết chặt chẽ với nguyên liệu, thường ở dạng nước hydrat ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 19 8.3. TRẠNG THÁI CỦA NƯỚC TRONG THỰC PHẨM  Liên kết hóa lý hay liên kết hấp thụ: Độ bền liên kết trung bình, thường thấy là liên kết hydro ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 20 8.3. TRẠNG THÁI CỦA NƯỚC TRONG THỰC PHẨM  Liên kết mao quản hay liên kết cơ lý: – Là dạng liên kết yếu – Nước từ ngoài đi vào bên trong, ngưng tụ và làm đầy các mao quản ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 21
  8. 8. 8 8.4. HOẠT ĐỘ NƯỚC VÀ ĐƯỜNG ĐẲNG NHIỆT HẤP PHỤ 8.4.1. Hoạt độ nước:  Giá trị của thực phẩm, tính chất cảm quan, độ bền của các sản phẩm khi bảo quản phụ thuộc vào thành phần các chất hữu cơ và vô cơ , trong đó nước đóng vai trò quyết định.  Năm 1952, W.J.Scott đã đưa ra kết luận chất lượng của thực phẩm được bảo quản không phụ thuộc vào hàm lượng nước mà phụ thuộc vào hoạt độ nước, được tính theo công thức sau: a  P w P 0 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 22 a  P w P 0  P là áp suất hơi riêng phần của nước trong thực phẩm ở nhiệt độ T  P0 là áp suất hơi bảo hòa của dung môi nguyên chất ở nhiệt độ T ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 23 Qui định nước nguyên chất có aw = 1 đơn vị Một dung dịch hay thực phẩm nào đó luôn có aw < 1 đơn vị ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 24
  9. 9. 9 Trong điều kiện cân bằng, aw của dung dịch = P hơi tương đối do dung dịch đó tạo ra trong môi trường quanh nó Hay: aw.100 = độ ẩm tương đối bách phân ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 25 MỐI LIÊN QUAN GIỮA AW VÀ ĐỘ ẨM Sản phẩm có hàm ẩm cao thường chứa nhiều nước tự do nên có aw cao Khi tách nước hoặc thêm chất tan vào dung dịch làm tăng lượng nước liên kết thì aw giảm ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 26 8.4. HOẠT ĐỘ NƯỚC VÀ ĐƯỜNG ĐẲNG NHIỆT HẤP PHỤ 8.4.2. Đường đẳng nhiệt hấp thụ:  Đường đẳng nhiệt hấp thụ (hoặc phản hấp thụ) là đường cong để chỉ lượng nước được giữ bởi một thực phẩm nào đó, khi ở điều kiện cân bằng và tại một nhiệt độ xác định, phụ thuộc vào độ ẩm tương đối của khí quyển bao quanh. Hay ngược lại nó chỉ áp suất hơi gây ra bởi nước của một thực phẩm phụ thuộc vào chính hàm lượng nước của chính sản phẩm đó. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 27
  10. 10. 10 ĐƯỜNG ĐẲNG NHIỆT HẤP PHỤ ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 28 8.4. HOẠT ĐỘ NƯỚC VÀ ĐƯỜNG ĐẲNG NHIỆT HẤP PHỤ 8.4.2. Đường đẳng nhiệt hấp thụ:  Ở vùng 0<Aw<0.3 ( đẳng nhiệt hấp thụ): nước ở dạng liên kết mạnh, hydrate hoá trực tiếp các nhóm chức: -NH3 +, - COO- (của protein), - OH của glucid...nước này không đóng băng và còn tồn tại trong thực phẩm sấy khô  Khi Aw>0.3 : tiếp theo lớp nước đơn phân tử, lần lượt xếp chồng lên các lớp nước khác với lực liên kết yếu dần với các thành phần vô cơ và hữu cơ của thực phẩm. Nước này dần trở thành nước tự do ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 29 8.4. HOẠT ĐỘ NƯỚC VÀ ĐƯỜNG ĐẲNG NHIỆT HẤP PHỤ 8.4.2. Đường đẳng nhiệt hấp thụ:  Hai đường cong hấp thụ và giải hấp thụ nước không trùng nhau. Cùng một hàm lượng nước, sự cân bằng giải hấp thụ tạo nên hoạt độ của nước tương ứng nhỏ hơn so với sự cân bằng của hấp thụ. Hiện tượng đó gọi là “sự trễ” và chỉ xuất hiện khi Aw>0.2  Hiện tượng trễ được giải thích: các lỗ hổng trong thực phẩm, nói chung có bề mặt nhỏ hơn so với chiều sâu. Áp suất hơi nước cần thiết để lấp đầy cao hơn so với trường hợp các lỗ hỏng được làm trống. Hiện tượng trễ thường gặp trong rau quả ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 30
  11. 11. 11 8.4. HOẠT ĐỘ NƯỚC VÀ ĐƯỜNG ĐẲNG NHIỆT HẤP PHỤ 8.4.2. Đường đẳng nhiệt hấp thụ:  Ưu điểm: – Aw trong một thực phẩm càng thấp càng dễ bảo quản bởi vì hạn chế sự phát triển của vi sinh vật và các biến đổi hoá học. Các đường cong đẳng nhiệt hấp thụ là công cụ để dự đoán các tính chất của thực phẩm và từ đó lựa chọn các chế độ gia công kỹ thuật và bảo quản thích hợp ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 31 8.4. HOẠT ĐỘ NƯỚC VÀ ĐƯỜNG ĐẲNG NHIỆT HẤP PHỤ 8.4.2. Đường đẳng nhiệt hấp thụ:  Ưu điểm: – Tái làm ẩm một thực phẩm khô: – Cùng 1 độ ẩm, thực phẩm được tái làm ẩm có Aw lớn hơn so với thực phẩm được làm khô từng phần. Đây là trường hợp rau,quả. Thực phẩm được tái làm ẩm bị hư hỏng dễ hơn so với thực phẩm sấy khô từng phần. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 32 8.4. HOẠT ĐỘ NƯỚC VÀ ĐƯỜNG ĐẲNG NHIỆT HẤP PHỤ 8.4.2. Đường đẳng nhiệt hấp thụ:  Ưu điểm: – Ảnh hưởng của sự thay đổi nhiệt độ đối với Aw: – Ẩm không đổi, trong bao bì kín, làm tăng nhiệt độ sẽ làm tăng Aw. Sự thay đổi Với độ này nhạy xảy ra khi Aw≈0.4. Do đó, cần chú ý bảo quản ở nhiệt độ thấp và không đổi ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 33
  12. 12. 12 8.5. Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến thực phẩm ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 34 8.5. Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến thực phẩm ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 35 8.5. Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến thực phẩm 8.5.1. Oxy hoá chất béo  Tác dụng lên các gốc tự do và peroxyd:  Khi Aw rất thấp, nước có mặt trên bề mặt phân chia nước- chất béo, cố định peroxyd và ngăn cản sự phân ly chúng. Do đó có tác dụng bảo vệ  Khi Aw~0.5, nước không còn tác dụng bảo vệ peroxyd và các phản ứng giữa các gốc tự do có thể xảy ra  Tuy nhiên, nước cho phép vận chuyển các chất chống oxy hoá được cho vào như BHA(butyl-hydroxy- anisol), axit ascorbic và các phụ gia này tác dụng lên các gốc tự do ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 36
  13. 13. 13 8.5. Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến thực phẩm 8.5.1. oxy hoá chất béo  Tác dụng lên các kim loại:  Khi 0<Aw<0.5: các kim loại bị hydrate hoá và không hoà tan, do đó hoạt tính xúc tác thấp và không đẩy nhanh oxy hoá chất béo  Khi Aw>0.5, oxy hoá chất béo tăng do các kim loại linh động cao, hoạt tính xúc tác thắng tác dụng chống oxy hoá  Khi Aw>0.7, nồng độ kim loại bị pha loãng nên hoạt tính xúc tác oxy hoá giảm ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 37 8.5. Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến thực phẩm 8.5.1. Oxy hoá chất béo  Tác dụng lên các kim loại: – Khi 0<Aw<0.5: các kim loại bị hydrate hoá và không hoà tan, do đó hoạt tính xúc tác thấp và không đẩy nhanh oxy hoá chất béo – Khi Aw>0.5, oxy hoá chất béo tăng do các kim loại linh động cao, hoạt tính xúc tác thắng tác dụng chống oxy hoá – Khi Aw>0.7, nồng độ kim loại bị pha loãng nên hoạt tính xúc tác oxy hoá giảm ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 38 8.5. Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến thực phẩm 8.5.2. Phản ứng hoá nâu phi enzym:  Là phản ứng Maillard – ngưng tụ giữa đường và amin, tạo các polymer có màu nân tối, làm giảm giá trị dinh dưỡng.  Tốc độ phản ứng hoá nâu tăng cùng với Aw và đạt cực đại ở Aw=0.7.  Khi Aw≥0.7 tốc độ phản ứng hoá nâu giảm do sự pha loãng các chất phản ứng. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 39
  14. 14. 14 8.5. Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến thực phẩm 8.5.3. Phản ứng thuỷ phân:  Các phản ứng thuỷ phân, đặc biệt là thuỷ phân enzym tăng song song tăng hoạt tính 0.2 <Aw<0.9. Khi Aw tăng, tốc độ phản ứng thuỷ phân tăng nhanh do sự khuếch tán enzym và cơ chất đẩy mạnh, chúng dễ dàng tiếp xúc với nhau. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 40 8.5. Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến thực phẩm 8.5.4. Phát triển vi sinh vật: Vi sinh vật aw Aspergillus caldidus 0,75 Aspergillus flavus 0,78 Aspwegillus niger 0,77 Saccharomyces cerevisiae 0,9 Saccharomyces bailii 0,8 Aerobacter aerogenes 0,94 Bacillus cereus 0,95 E. Coli 0,95 Staphylococcus aureus 0,85 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 41 8.5. Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến thực phẩm 8.5.5. Ảnh hưởng của nước đến tính lưu biến của sản phẩm  Độ cứng  Độ dẻo  Độ dai  Độ đàn hồi ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 42
  15. 15. 15 8.5. Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến thực phẩm 8.5.6. Ảnh hưởng của nước đến giá trị dinh dưỡng  Nước ảnh hưởng rất lớn đến độ bền của các vitamin tan trong nước  Những vitamin bị ảnh hưởng: B1, C…  Với những vitamin tan trong dầu thì ngược lại ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 43 8.5. Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến thực phẩm 8.5.7. Ảnh hưởng đến cấu trúc và trạng thái của thực phẩm chế biến  Nước tạo lớp vỏ bề mặt, ổn định độ nhớt và khả năng hòa tan  Nước làm biến tính protein, tạo cấu trúc gel (phomat, giò…)  Ảnh hưởng đến khả năng tạo nhủ tương và tạo bọt của protein  Nước làm chất hoá dẻo của tinh bột, tạo độ dai, độ trong, tạo màng, tạo sợi… ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 44 Ảnh hưởng của nước đến cấu trúc của rau quả tươi  Áp suất trương của nước bên trong tế bào giúp cho rau quả tươi có một độ căng bóng nhất định ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 45
  16. 16. 16 Ảnh hưởng của nước đến cấu trúc của rau quả tươi Tröôùc khi saáy Sau khi saáy ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 46 Air Dried Freeze Dried Vacuum Microwave Dried ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 47 SỰ BIẾN ĐỔI HÀM LƯỢNG NƯỚC TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN, BẢO QUẢN THỰC PHẨM  Trong rau quả, nước chủ yếu nằm ở dạng tự do trong dịch bào (80-90%). Phần còn lại có ở: màng tế bào (nước liên kết với protopectin, hemicellulose, cellulose), khoảng giữa các tế bào, trong chất nguyên sinh  Nước trong rau quả chủ yếu ở dạng tự do, trong đó có chất các chất hoà tan, chỉ có một phần nhỏ (<5%) là ở dạng liên kết trong các hệ keo của tế bào ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 48
  17. 17. 17  Trong quá trình bảo quản, rau quả đã tách khỏi môi trường sống và cây mẹ, sự bốc hơi nước của rau quả khi bảo quản là nguyên nhân chủ yếu làm giảm khối lượng của sản phẩm  Sự mất nước còn ảnh hưởng đến: các quá trình trao đổi bình thường, làm giảm tính trường nguyên sinh làm rau quả bị héo. Sự héo làm tăng quá trình phân hủy các chất, phá huỷ sự cân bằng năng lượng, làm giảm sức đề kháng bệnh của rau quả ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 49  Trong rau quả, củ non, các phần tử keo của nguyên sinh chất và không bào giữ nước yếu  dễ bị mất nước  Sự thương tổn cũng làm tăng sự mất nước (vết thương vài cm2 trên quả cam làm tăng độ mất nước lên 3,4 lần)  Sự mất nước của thực phẩm thay đổi trong quá trình bảo quản ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 50  Lượng nước mất đi trong quá trình bảo quản còn tùy thuộc vào từng loại sản phẩm, độ già chín, nhiệt độ, ẩm thấp, vận tốc chuyển động không khí trong kho bảo quản – 1 tấn rau mất 600-800g nước/ngày – 1 tấn củ, quả mất 300-600g nước/ngày ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 51
  18. 18. 18  Trong các sản phẩm thì hàm lượng nước được tiêu chuẩn hoá. Với hàm lượng nước cao sẽ cho sản phẩm một hướng chất lượng nào đó, tốt hoặc xấu.  - Hạt lương thực, có hàm lượng nước bằng 14%, nếu cao hơn, hạt lương thực sẽ giòn, dễ vỡ; dễ bị hư hỏng do nấm mốc phát triển.  - Rau quả tươi khi mất nước 5-7%, dễ bị héo hay thối  - Cơ thể động vật: mất 15-20% thì bị chết ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 52  Để chống sự mất nước do bay hơi nước cần: – Hạ thấp nhiệt độ phòng bảo quản – Phải bảo quản rau quả trong phòng có độ ẩm cao: 85-95% – Tránh vẩy nước trực tiếp, tạo các hạt nước dư thừa trên bề mặt rau quả là điều kiện thích hợp cho sự phát triển của vi sinh vật – Xếp rau quả tươi trong hầm chất, vùi trong cát, đựng trong các túi polyethylen, gói giấy ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 53 Bài tập Câu 1: Đây là ổ bánh mì vừa ra lò: 1. Nơi nào nóng nhất 2. Nơi nào lạnh nhất 3. Áp suất hơi nước đi từ trung tâm bánh mì ra bên ngoài. Còn nước đi như thế nào? ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 54
  19. 19. 19  Nếu ta đặt ổ bánh mì vào trong tủ lạnh.điều gì sẽ xảy ra ở lớp ngoài cùng của vỏ bánh mì có bao bì? không bao bì ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 55 Trả lời Bao gói sẽ ngăn chặn sự dịch chuyển nước ở lớp vỏ ngoài cùng của bánh mì sang môi trường không khí xung quanh.do vậy, nước được giữ lại giúp cho bánh mì mềm. Ngược lại, nếu không bao gói sẽ làm bánh mì cứng và dòn. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 56  Độ ẩm trong bánh mì thay đổi theo thời gian bảo quản. Chúng ta có thể bổ sung chất gì vào bánh mì để làm chậm quá trình này. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 57
  20. 20. 20 Trả lời Bổ sung chất kỳ chất phụ gia nào mà liên kết được với nước. Ví dụ: muối, tinh bột biến tính ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 58 Bài tập Câu 2: Trong quá trình bảo quản sữa bột ở 400C, khảo sát hoạt tính của nước: khi Aw =0.68 sữa bột trở nên hoá nâu nhưng khi Aw=0.4, phản ứng hoá nâu không xảy ra. Tại sao? ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 59 Bài tập Câu 3: Bảo quản một miếng thịt bò ở nhiệt độ phòng trong khoảng thời gian kéo dài: 32% lysine, 12% leucine, 40% tryptophan and 12% methionine bị mất. Tại sao? ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 60
  21. 21. 21 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 61
  22. 22. 03/09/2013 1 Chương 4: Glucid 4.1. Khái niệm về glucid (gluxit, hydratcacbon) 4.2. Monosacarit 4.3. Oligosacarit (Polisacarit loại 1) 4.4. Polysacarit loại 2 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 1 4.1. Khái niệm về glucid (gluxit, hydratcacbon) 4.1.1. Định nghĩa 4.1.2. Vai trò của gluxit 4.1.3. Phân loại gluxit ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 2 4.1.1. Định nghĩa  Bản chất hóa học: polyhydroxy aldehyt hoặc polyhydroxy xeton  TP nguyên tố: C, H, O (N, S, P…)  CTCT đặc trưng: Cm(H2O)n  hydratcacbon Ngoại lệ: – đường dezoxiriboza – C5H10O4 – axit lactic C3H6O3  hydratcacbon chỉ mang ý nghĩa lịch sử  Hàm lượng gluxit: – Rất cao/mô thực vật (80% kl khô) – Không đáng kể/mô động vật (2% kl khô) ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 3
  23. 23. 03/09/2013 2 4.1.2. Vai trò của gluxit  Trong cơ thể sinh vật: – Cung cấp năng lượng chủ yếu (60% NL) – Tạo cấu trúc, tạo hình (xenluloza). – Bảo vệ (mucopolysacarit) – Tương tác đặc hiệu (polisacarit trên màng tế bào hồng cầu hay trên thành tế bào một số vi sinh vật) ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 4 4.1.2. Vai trò của gluxit  Trong công nghệ thực phẩm – Chất liệu cơ bản của ngành sản xuất lên men (rượu, bia, nước giải khát, mì chính, axit amin, vitamin, kháng sinh) – Tạo kết cấu: • Tạo sợi, tạo màng, tạo gel, tạo độ đặc, độ cứng, độ đàn hồi (miến, giấy bọc kẹo, mứt quả, kem đá, giò lụa…) • Tạo kết cấu đặc thù: độ phồng nở của bánh phồng tôm, tạo bọt cho bia, độ xốp cho bánh mì, tạo vị chua cho sữa chua • Tạo bao vi thể để cố định enzyme và cố định tế bào (sâm banh) ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 5 4.1.2. Vai trò của gluxit  Trong công nghệ thực phẩm – Tạo chất lượng: • Chất tạo ngọt • Tạo màu sắc và hình thơm (đường trong phản ứng Maillard) • Tạo tính chất lưu biến: độ dai, độ trong, độ giòn, độ dẻo… • Giữmùi • Tạo ẩm, giảm hoạt độ nước làm thuận lợi cho quá trình gia công cũng như bảo quản (mứt) ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 6
  24. 24. 03/09/2013 3 4.1.3. Phân loại gluxit Dựa cấu tạo, có 2 nhóm lớn:  Gluxit đơn giản: monosacarit  Gluxit phức tạp: polysacarit gồm 2 phân nhóm nhỏ: – Polysacarit loại 1 (oligosacarit) – Polysacarit loại 2 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 7 4.2. MONOSACARIT 5.2.1. Đặc tính cấu tạo của monosacarit 5.2.2. Các dạng cấu tạo của monosacarit 5.2.3. Tính chất của monosacarit 5.2.4. Các dạng monosacarit quan trọng ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 8 4.2.1.Đặc tính cấu tạo của monosacarit Monosacarit = dẫn xuất aldehit / xeton của các polyol (rượu đa chức) CHO CHOH CH2OH Aldehit glixerinic CH2OH C O CH2 Glixerin OH (aldoza) Dihydroxyaxeton CH2OH CHOH CH2OH (xetoza) ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 9
  25. 25. 03/09/2013 4 Tên gọi của monosacarit  Loại dẫn xuất: – aldehit  aldo- – xeton  xeto-  Số lượng C: trioza (3C), tetroza (4C), pentoza (5C), hexoza (6C), heptoza (7C)  Vị trí nhóm chức: đánh số được bắt đầu từ nguyên tử C ở đầu mạch có nhóm cacbonyl (CO) để cho nguyên tử C này có chỉ số nhỏ nhất. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 10 CHO CHOH CH2OH Aldehit glixerinic Aldotrioza Aldotetroza CH2OH C = O CH2OH Dihydroxyaxeton Ví dụ CHO CHOH CHOH CH2OH CH2OH C=O CHOH CH2OH Xetotrioza Xetotetroza CHO CHOH CHOH CHOH CH2OH CH2OH C=O CHOH CHOH CH2OH Aldopentoza Xetopentoza ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 11 Các dạng cấu tạo của monosacarit  Cấu tạo mạch thẳng: Đồng phân lập thể L/D  Cấu tạo mạch vòng: Đồng phân lâp thể / ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 12
  26. 26. 03/09/2013 5 CẤU TẠO DẠNG MẠCH THẲNG Vì trong cấu tạo monosacarit có nhiều C bất đối nên có nhiều đồng phân lập thể khác nhau. Người ta chia ra đồng phân dạng D, L chỉ về đồng phân cấu hình và thêm dấu (+), (-) chỉ sự quay cực trái, phải. Sự phân biệt D, L (trên công thức hình chiếu) dựa vào cấu tạo monosacarit đơn giản nhất là Glixeraldehit ( so sánh vị trí OH ở C* gần với nhóm CH2OH) ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 13 Đồng phân lập thể L/D O H C H C OH CH2OH L – Glixeraldehit (L – Xetotrioza) (D – Xetotrioza) D – Glixeraldehit O H C HO C H CH2OH ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 14 Đồng phân lập thể L/D O H C H C OH H C OH H C OH CH2OH O H C HO C H CH2OH L – Xetotetroza D – Xetotetroza ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 15
  27. 27. 03/09/2013 6 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 16 Cấu tạo vòng Một số phản ứng xảy ra với aldehyt thông thường nhưng không xảy ra với một số monosacarit  nhóm –CHO còn tồn tại dạng nào khác dạng mạch thẳng Monosacarit dễ dàng tạo hợp chất ester với metanol, thu được hỗn hợp 2 đồng phân có chứa nhóm OCH3  monosacarit có chứa 1 nhóm OH đặc biệt khác với nhóm OH thông thường  Số đồng phân lập thể > 2n tính theo C*  dự đoán ngoài dạng mạch thẳng, monosacarit còn có cấu tạo vòng ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 17 Công thức mạch vòng bán axetal Vòng bán axetal = cacbonyl (C=O) + OH (thường gần CH2OH)  nhóm OH – glucozit ở vị trí C1 (aldoza) hoặc C2 (xetoza): –Vòng 5 cạnh (furanoza) = C1 với C4, C2 với C5 –Vòng 6 cạnh (piranoza) = C1 với C5, C2 với C6 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 18
  28. 28. 03/09/2013 7 Công thức mạch vòng bán axetal HO H C H C OH HO C H C H OH H C O CH2OH  – D – glucoza H OH C H C OH HO C H H C OH H C O CH2OH  – D – glucoza H H C OH HO O C C H H C OH H C OH CH2OH D – glucoza ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 19 Công thức vòng theo Haworth Vòng monosacarit đặt trên 1 mặt phẳng gồm các nguyên tử cacbon và cầu nối oxy Các cạnh đậm nét  gần mắt người quan sát Các nhóm OH và H: – trái  trên – phải  dưới OH glucozit: –   phải  dưới –   trái  trên ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 20 Công thức vòng theo Haworth H 1 H C OH HO O C C H H C OH H C OH CH2OH 5 6 D – glucoza 6 5 CH2OH O H OH 1 H OH OH H HO H -D-glucopiranoza 6 CH2OH O OH H OH 5 H 1 HO H OH H -D- glucopiranoza ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 21
  29. 29. 03/09/2013 8 Công thức vòng theo Haworth 6 1 O HOOH HOCH2 CH2OH H H 4 3 5 HO H 2 O HO 6 HOCH2 OH H H CH2OH 4 3 HO H 2 1 5 CH2OH O C HO 1 2 3 4 C H H C OH H C -D-fructofuranoza -D-fructofuranoza OH CH2OH 5 6 D – fruccoza ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 22 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 23 Đồng phân dạng ghế thuyền O O Dạng ghế (2) Dạng thuyền (6) ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 24
  30. 30. 03/09/2013 9 4.2.3. Tính chất của monosacarit  Do có nhiều nhóm –OH trong phân tử, nên nhìn chung monosacarit dễ tan trong nước không tan trong các dung môi hữu cơ  Khi cô đặc dung dịch monosacarit ta sẽ thu được dạng tinh thể monosacarit  Do sự có mặt các nhóm – CHO, C=O, -OH nên monosacarit cũng có các tính chất đặc trưng của các nhóm này, điển hình là tính khử ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 25 Tính khử (bị oxy hoá)  Oxy hóa nhẹ(Cl2, Br2, I2/OH-): CHO  COOH Xetoza: không xảy ra phản ứng CHO H C OH HO C H H C OH H C OH CH2OH COOH H C OH HO C H H C OH H C OH CH2OH Br2 H2O D - Glucoza axit gluconic + HBr ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 26 Tính khử (bị oxy hoá) Trong trường hợp nhóm CHO (C1) được bảo vệ thì nhóm OH của C6 trong phân tử đường sẽ bị oxy hóa thành nhóm carboxyl: CH2OH H O HO H OH H H OH H OH CH2OH H O HO H OH H H OH H OR D- Glucose baûo veä nhoùm OH cuûa glucozit Br2 COOH H O HO H OH H H OH H OR Acid glucuronic ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 27
  31. 31. 03/09/2013 10 Tính khử (bị oxy hoá) Oxy hóa mạnh (HNO3): CHO (C1), CH2OH (C6) 2COOH (diaxit) CHO H C OH HO C H H C OH H C OH CH2OH COOH H C OH HO C H H C OH H C OH COOH HNO3 D - Glucoza axit sacaric ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 28 Tính oxy hoá (bị khử)  Dưới tác dụng của các chất khử, các nhóm chức aldehyt hoặc xeton có thể bị khử, monosacarit chuyển thành các poliol (rượu đa chức). Chẳng hạn như D – glucoza và D – fructoza khi bị khử đều chuyển thành rượu đa chức socbitol: CH2OH – (CHOH)4 – CHO + 2H  CH2OH – (CHOH)4 – CH2OH CH2OH – CO – (CHOH)3 – CH2OH + 2H  CH2OH – (CHOH)4 – CH2OH ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 29 Tham gia phản ứng tạo ester  Nhóm – OH tại C1 và C6 thường tham gia phản ứng tạo ester, nhất là phức ester với các phosphat như : D – glyceraldehyd – 3 phosphat, D – glucose – 1 – phosphat; D – glucose 1,6 - bisphosphat  Một số loại phức ester của phosphat với các monosacarit: O OH P O OH O CH2 H H OHH CH2 OH OH OH CH2 OH O P O OH H O HO H OH H H OH H OH D- Glucose- 6 - phosphat CH2 OH H O HO H OH H H OH H O OH P O OH D- Glucose - 1 - phosphat D- Fructose -6 - phosphat O OH P O OH O CH2 H H OHH CH2 OH OH O OH P OH ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 30 O D- Fructose -1,6 -biphosphat
  32. 32. 03/09/2013 11 Phản ứng với axit  Khi đun sôi các pentoza, hexoza với axit đặc (HCl 12%, H2SO4đđ) thì H2O tách ra và tạo thành các furfurol (từ pentoza) hoặc oxymethylfurfurol (hexoza): CHO H C OH H C OH H C OH CH 2 OH D - R ib o s e CHO H C OH HO C H H C OH H C OH CH 2OH OHC O F u r fu r o l CHO C CH CH C CH 2OH + 3 H 2O + 3 H 2O h a y + 3 H 2O O OHC O CH 2OH t0 H + t0 H + D - G lu co s e 5 - O x ylm e tylfu r fu r o l 5 - O x ylm e ty lfu r fu ro l ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 31 Phản ứng với kiềm  Tác động của các bazơ lên monosacarit phụ thuộc nồng độ của các bazơ và nhiệt độ môi trường  Dưới tác dụng của các dung dịch kiềm yếu như Ba(OH)2, Ca(OH)2, thì sự đồng phân hóa có thể xảy ra giữa glucoza, mannoza, fructoza: CHO H C OH HO C H H C OH H C OH CH2OH D- Glucose HO CH CH2 H C OH HO C H H C OH H C OH HO CH H C O HO C H H C OH H C OH HO CH HO C HO C H H C OH H C OH O HO C H HO C H H C OH H C OH CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH Trans-endiol D- Fructose Cis - endiol D- Mannose ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 32 Phản ứng tạo dẫn xuất ozamin Các monosacarit có thể phản ứng với các amin tạo thành các ozamin. Phản ứng diễn ra có sự thay thế nhóm OH của monosacarit bằng nhóm amin: CH2OH O OH H H OH NH2 H HO H CH2OH O OH H H OH NH2 HO H H Glucozamin Galactozamin ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 33
  33. 33. 03/09/2013 12 Phản ứng tạo glucozit OH glucozit (MS) + OH (MS/ rượu)  hợp chất glucozit (/) Ví dụ như từ D – glucoza nếu cho tác dụng với metanol với sự có mặt của HCl sẽ thu được hai chất sau: CH2OH O H H OCH3 OH H HO OH H CH2OH O OCH3 H H OH H HO OH H -metyl-D-glucozit -metyl-D-glucozit ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 34 4.2.4. Các dạng monosacarit quan trọng Pentoza: O C H H C OH HO C H HO C H CH2OH L-arabinoza O C H H C OH HO C H H C OH CH2OH D-xiloza O C H H C OH H C OH H C OH CH2OH D-riboza O C H H C H H C OH H C OH CH2OH D-dezoxyriboza ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 35 4.2.4. Các dạng monosacarit quan trọng Hexoza: O O O C H H C OH HO C H H C OH H C OH CH2OH D-glucoza C H HO C H HO C H H C OH H C OH CH2OH D-manoza C H H C OH HO C H HO C H H C OH CH2OH D-galactoza CH2OH C O HO C H H C OH H C OH CH2OH D-fructoza ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 36
  34. 34. 03/09/2013 13 4.3.Oligosacarit (Polisacarit loại 1)  Oligosacarit = nhóm gluxit cấu tạo từ 2 đến 10 MS liên kết bằng liên kết glucozit  Tùy thuộc vào số lượng các MS  disacarit, trisacarit, tetrasacarit…  Disacarit = MS1 + MS2  2 kiểu kết hợp giữa 2 MS: – OH glucozit/MS1 + OH rượu/MS2  Disacarit còn tính khử – OH glucozit/MS1 + OH glucozit/MS2  Disacarit không còn tính khử ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 37 4.3.Oligosacarit  Sacaroza: (đường mía. đường củ cải) – Trong mía và củ cải đường (10 – 20%) – Có gtdd đối với người và động vật – Cấu tạo:  – D glucoza +  – D fructoza qua lk 1,2 – glucozit Tên gọi:  – D glucopiranoza (12)  – D fructofuranozit không có tính khử. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 38  – D glucoza  – D glucopiranoza  – D fructoza  – D fructopiranoza 1 HOCH2 O O 6 CH2OH O OH H 1 3 2 H OH OH H 4 HO 5 H O O OH HO 6 HOCH2 H 5 H 4 3 HO 2 CH2OH H 1 HO H H 2 HO 3 4 HO 5 CH2OH H 6 – D glucoza (12)  – D fructozit  – D glucopiranoza (12)  – D fructopiranozit sacaroza ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 39
  35. 35. 03/09/2013 14 4.3.Oligosacarit  Mantoza: (đường mạch nha) – Nhiều trong mầm lúa, hệ tiêu hóa của động vật, một số mô và rễ cây – Cấu tạo:2 phân tử  – D glucopiranoza liên kết qua liên kết 1,4 – glucozit  Tên gọi:  – D glucopiranoza (14)  – D glucopiranozit  Có tính khử do còn OH glucozit tự do ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 40  – D glucoza  – D glucopiranoza O 6 CH2OH O OH H 1 3 2 H  – D glucoza  – D glucopiranoza H 4 OH HO OH H 4 HO 5 H 6 CH2OH OH 1 3 2 5 H – D glucoza (14) – D glucozit O H H OH OH  – D glucopiranoza (14)  – D glucopiranozit mantoza ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 41 4.3.Oligosacarit  Lactoza: (đường sữa) – Trong sữa người và động vật, phấn hoa – Cấu tạo:  – D galactopiranoza +  – D glucopiranoza, liên kết 1,4 – glucozit  Có tính khử. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 42
  36. 36. 03/09/2013 15  – D galactoza  – D galactopiranoza O 6 CH2OH O OH OH H 1 3 2 HO 4 5 H H OH H  – D glucoza  – D glucopiranoza H 4 HO 6 CH2OH O OH H 1 3 2 H OH OH 5 H  – D galactoza (14) – D glucozit  – D galactopiranoza (14)  – D glucopiranozit lactoza ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 43 4.4. Polisacarit loại 2  Polysacarit loại 2: > 10 monosacarit liên kết với nhau bằng liên kết glucozit  Polysacarit gồm 2 loại: – Polysacarit đồng thể: các MS cùng loại – Polysacarit dị thể: MS khác loại + những hợp phần phi gluxit ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 44 4.4.1. Polysacarit đồng thể  Polysacarit đồng thể (homopolysacarit): do nhiều MS cùng loại kết hợp  Tên gọi: lấy tên MS đổi “oza”  “an” VD: tinh bột, glicogen, xenluloza: đều cấu tạo từ glucoza liên kết với nhau  glucan ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 45
  37. 37. 03/09/2013 16 Tinh bột  Là polysacarit dự trữ của thực vật (củ, hạt)  Là nguồn dinh dưỡng chủ yếu của người và động vật  Cấu trúc dạng hạt, không tan trong nước lạnh, tạo keo hồ tinh bột trong nước nóng  Phản ứng với iot  màu xanh tím đặc trưng  Thành phần tinh bột: – Amiloza: 10 – 30% – Amilopectin: 70 – 90% ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 46 Amiloza  Cấu tạo từ các gốc  – D glucoza  Liên kết:  – 1,4 – glucozit  mạch thẳng  Tan trong nước  Có màu xanh với iốt (đun nóng  màu xanh mất, để nguội  màu xanh phục hồi) Đầu không khử Đầu khử ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 47 Amilopectin  Cấu tạo từ  – D glucoza  Liên kết:  – 1,4 – glucozit + – 1,6 – glucozit  cấu trúc phân nhánh  Mức độ phân nhánh: 20–25 –D glucoza/nhánh  Có màu tím với iốt  Khi đun nóng sẽ tạo thành hồ tinh bột. Đầu không khử Đầu khử ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 48
  38. 38. 03/09/2013 17 CẤU TRÚC TINH THỂ CỦA TINH BỘT  Hạt tinh bột có dạng hình tròn, bầu dục hoặc đa giác  Hạt tinh bột khoai tây có kích thước lớn nhất còn hạt tinh bột gạo có kích thước bé nhất  Trong cùng một loại tinh bột, hình dáng và kích thước của các hạt tinh bột cũng không giống nhau  Kích thước hạt khác nhau dẫn đến những tính chất cơ lý như nhiệt độ hồ hoá cũng khác nhau. Yến mạch Đậu Khoai tây Ngô Lúa mạch đen Lúa mạch ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 49 Các tính chất chức năng của tinh bột  Tính chất chức năng là các tính chất hoá lý góp phần tạo nên những tính chất đặc trưng của thực phẩm chứa tinh bột  Bao gồm: Độ dai, độ đàn hồi, độ dẻo, độ trong, độ nở, độ đặc, độ xốp ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 50 Sự trương nở hạt tinh bột trong nước ở điều kiện thường  Ngâm hạt tinh bột trong nước (tạo huyền phù tinh bột ở nhiệt độ thường)  V hạt tinh bột  do sự hấp thụ nước (hiện tượng trương nở hạt tinh bột)  Nguyên nhân: – Ở điều kiện thường, phần lớn tinh bột tồn tại ở dạng monohydrat – Bão hoà ẩm: phân tử nước có kích thước bé dễ dàng liên kết với các nhóm OH kém hoạt động hơn như C2 C3  dạng tinh bột trihydrat   kích thước  Độ trương nở tuỳ thuộc vào cấu trúc các loại tinh bột: TB bắp 9,1%, TB khoai tây 12,7%, TB khoai mì 28,4% (thường: hạt < củ) ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 51
  39. 39. 03/09/2013 18 Hiện tượng hồ hoá tinh bột bằng nhiệt  Khi  t0 đến t0 tới hạn (t0 hồ hóa):hạt tinh bột trương nở mạnh, hình dáng thay đổi đột ngột  dd keo dính (đàu tiên xảy ra ở các khe lõm, sau lan rộng lên cả bề mặt, V nhiều  hạt tinh bột bị rách và trở thành cái túi không định hình hoặc ngừng V  tinh bột hồ hoá  Sau hồ hoá, tinh bột mất đi các tính chất cũ: – độ nhớt – độ kết dính – khả năng hoà tan ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 52 Hiện tượng hồ hoá tinh bột bằng nhiệt  Nguyên nhân: Khi t0 huyền phù tinh bột , liên kết H bị phá vỡ  nước linh động hơn dễ dàng tấn công vào cấu trúc micell của tinh bột (vùng vô định hình  vùng có cấu trúc tinh thể)  Nhiệt độ hồ hoá và khả năng hồ hoá phụ thuộc: – Loại tinh bột – Cấu trúc mạng lưới micell ( hình dáng, kích thước phân tử, tỷ lệ amilose/amilopectin, mức độ phân nhánh, chiều dài nhánh…) – Kích thước hạt không ổn định  khoảng nhiệt độ hồ hóa ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 53 Hiện tượng thoái hoá tinh bột  Hiện tượng thoái hoá tinh bột: Dung dịch hồ tinh bột mới tạo thành có màu trắng đục, để yên một thời gian (ở đk vô trùng)  màu trắng đục dần  một phần tinh bột  tủa  trong suốt  tinh bột đã trở lại trạng thái ban đầu, không tan trong nước lạnh  Giải thích: lk giữa nước + OH của tinh bột kém bền hơn lk hydro giữa các phân tử nước  theo thời gian, lk giữa nước với các phân tử tinh bột bị phá hủy  tách nước, các phân tử tinh bột lk với nhau ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 54
  40. 40. 03/09/2013 19 Hiện tượng thoái hoá tinh bột  Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ thoái hoá: – Tỷ lệ amiloza/ amilopectin: amiloza cho phép hình thành nhiều liên kết hydro  dễ bị thoái hoá – Hình dáng phân tử tinh bột – Nhiệt độ: t0  tốc độ thoái hóa – pH, muối vô cơ  Trong công nghệ thực phẩm, để thúc đẩy hay kiềm hãm tốc độ thoại hoá người ta thường dùng tác nhân nhiệt độ, các yếu tố khác không phù hợp với vệ sinh và khẩu vị nên hạn chế sử dụng ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 55 Tính nhớt dẻo của hồ tinh bột  Do khả năng tập hợp lại với nhau và giữ nhiều phân tử nước  dung dịch tinh bột có độ đặc, độ dính, độ dẻo, độ nhớt cao  Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhớt: – Khối lượng, kích thước, thể tích, cấu trúc của phân tử tinh bột – Tương tác giữa dung môi với phân tử tinh bột – Tương tác giữa các phân tử tinh bột ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 56 Khả năng tạo màng  Tinh bột có khả năng tạo màng tốt. Để tạo màng, các amylose và amylopectin phải duỗi thẳng mạch, sắp xếp lại, tương tác trực tiếp với nhau bằng liên kết hydro hoặc gián tiếp thông qua nước  Màng có thể thu được từ dung dịch phân tán trong nước. Dạng màng này dễ trương ra trong nước. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 57
  41. 41. 03/09/2013 20 Quy trình tạo màng Tinh bột →Hòa tan → Hồ hóa sơ bộ → Khuấy kỹ → Rót mỏng lên mặt phẳng kim loại ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 58 Khả năng tạo sợi của tinh bột  Cho dịch tinh bột qua một bản đục lỗ với đường kích thích hợp: định hướng theo dòng chảy  các phân tử tinh bột kéo căng ra, sắp xếp song song theo phương trọng lực  Nhúng vào bể nước nóng: hồ hoá, định hình, các phân tử tinh bột tương tác với nhau và với nước bằng liên kết hydro  Nhúng vào nước lạnh: các phân tử liên kết với nhau chặt chẽ hơn và tạo nhiều liên kết hydro giữa các phân tử  Gia nhiệt, sấy khô: tăng lực cố kết và độ cứng ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 59 Khả năng tạo sợi của tinh bột  Các sợi bún được làm từ các loại tinh bột giàu amilose như tinh bột đậu xanh, tinh bột dong riềng (40 -50% amiloza) thường bền và dai hơn so với sợi bún được làm từ tinh bột gạo, bắp.  Các tinh bột bắp giàu amilopectin với các mạch nhánh thường rất ngắn nên lực tương tác giữa các phân tử yếu, do đó độ bền kém. Ngoài ra khi chập nhiều phân tử lại thành sợi sẽ có nhiều khuyết tật, do đó sợi tinh bột dễ bị đứt. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 60
  42. 42. 03/09/2013 21 Glicogen  Polisacarit dự trữ ở người và động vật (gan 10- 15%, cơ 2%, não, cơ tim), trong nấm men và hạt ngô  Tan/nước nóng, có màu đỏ tím hoặc đỏ nâu với iot.  Tạo thành từ các gốc  – D glucoza  Liên kết  – 1,4 – glucozit + liên kết  – 1,6 – glucozit, (phân nhánh như amilopectin) Mức độ phân nhánh: 10  – D glucoza/nhánh ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 61 Xenluloza  Polysacarit cấu trúc của thực vật (thành tế bào)  Cấu tạo: từ hàng nghìn gốc  – D glucoza  Liên kết:  – 1,4 – glucozit  cấu trúc rất bền, khó bị phân hủy  Người và động vật không tổng hợp được enzyme xenlulaza để tiêu hóa xenluloza  Có tác dụng điều hòa hệ thống tiêu hóa, làm giảm hàm lượng mỡ, cholesterol trong máu, tăng cường đào thải chất cặn bã ra ngoài. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 62 4.4.2. Polisacarit dị thể Polisacarit dị thể (Heteropolysacarit) là polysacarit phức tạp, trong thành phần cấu tạo có một số loại monosacarit, dẫn xuất của monosacarit và một số chất có bản chất không phải là gluxit (như protein, lipit). Tiêu biểu là: – Hemixenluloza – Agar – agar (thạch) –Glucoprotein ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 63
  43. 43. 03/09/2013 22 Hemixenluloza Hemixenluloza là thành phần cấu tạo nên tế bào thực vật, được tạo thành từ các monosacarit không cùng loại như galactoza, fructoza, arabinoza, xiloza. Hemixeluloza có nhiều trong rơm, rạ, bẹ ngô, trấu được sử dụng trong sản xuất rượu, giấy… ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 64 Pectin  Pectin là polysacarit có nhiều trong quả, củ hoặc thân cây. Trong thực vật pectin tồn tại dưới hai dạng: protopectin (không tan, chủ yếu ở vách tế bào) và polysacarit araban (tan, chủ yếu ở dịch tế bào). Dưới tác dụng của axit các protopectin chuyển sang dạng hòa tan.  Khi có sự hiện diện của axit và đường, pectin có khả năng tạo gel, do đó nó được ứng dụng trong công nghệ sản xuất mứt, kẹo. Để tạo gel cần đảm bảo môi trường có đường ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 65 Agar – agar (thạch)  Agar – agar có nhiều trong rong biển khi thủy phân tạo thành phân tử arabinoza và glucoza. Agar – agar dễ bị trương phồng trong nước, khi làm lạnh, biến đổi thành gel cứng  Được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm và làm môi trường nuôi cấy vi sinh vật. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 66
  44. 44. 03/09/2013 23 Glucoprotein  Glucoprotein có thành phần chủ yếu là protein kết hợp với oligosacarit, đại diện là lectin  Lectin có ý nghĩa sinh học đặc biệt quan trọng, giữ vai trò “chìa khóa” trong quá trình tiếp nhận các “tín hiệu sinh học”, đảm bảo sự tương tác giữa các tế bào, được ứng dụng rộng rãi trong nông nghiệp, y học… ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 67 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 4: Glucid 68
  45. 45. 03/09/2013 1 Chương 5: Lipid (Lipit) 5.1. Khái niệm chung 5.2. Lipit đơn giản 5.3. Lipit phức tạp ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 5: Lipit 1 5.1. Khái niệm chung 5.1.1. Khái niệm về lipit 5.1.2. Vai trò của lipit 5.1.3. Phân loại lipit ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 5: Lipit 2 Khái niệm về lipit lipit = nhóm các hợp chất hữu cơ có các tính chất lý hóa giống nhau: – hòa tan kém trong nước và dung môi phân cực – hòa tan tốt trong dung môi không phân cực như cloroform, ete, benzen, toluen… Nguyên nhân: có nhiều nhóm kỵ nước và rất ít nhóm ưa nước (OH, NH2, COOH) trong phân tử lipit. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 5: Lipit 3
  46. 46. 03/09/2013 2 Vai trò của lipit  Trong cơ thể sinh vật: –Hợp phần cấu tạo quan trọng của màng sinh học –Cung cấp năng lượng cho sinh vật (37,6.106 J/kg) –Cung cấp các vitamin A, D, E, K và F cho cơ thể  Trong công nghiệp thực phẩm: –TP giàu dinh dưỡng của thực phẩm –Nguyên liệu quan trọng để chế biến và bảo quản các loại thành phần để khỏi bị ôi thiu –Tạo ra kết cấu –Tạo tính cảm vị đặc trưng. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 5: Lipit 4 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 5: Lipit 5 Hàm lượng lipit trong một số thực phẩm Thực phẩm Hàm lượng % Đậu nành 17 – 18,4 Đậu phộng 30 – 44,5 Mè 40 – 45,4 Thịt bò 7 – 10,5 Thịt heo 7 – 37,5 Cá 3 – 3,6 Trứng gà 11 – 14 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 5: Lipit 6
  47. 47. 03/09/2013 3 Nhu cầu lipit  Trung bình khoảng 36 – 42g/ngày  Khoảng 25 – 30% là lipit động vật  Tỷ lệ giữa protein và lipit thay đổi trong các giai đoạn sinh lý khác nhau  Nên hạn chế lipit đặc biệt là lipit động vật đối với bị bệnh béo phì ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 5: Lipit 7 Phân loại lipit  Dựa vào phản ứng xà phòng hóa – lipit xà phòng hóa được bao gồm các glixerit, glixerophotpholipit và sáp (cerit) nghĩa là những lipit mà trong thành phần có chứa este của axit béo cao phân tử – lipit không xà phòng hóa được, tức là những lipit trong phân tử không chứa este, nhóm này bao gồm các hydrocacbon, các chất màu và các sterol. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 5: Lipit 8 Phân loại lipit  Dựa vào độ hòa tan: – lipit thực sự là những este hoặc amit của axit béo (có từ 4C trở lên) với một rượu: • Glixerolipit (este của glixerol) • Sphingolipit (amit của sphingozin) • Cerit (este của rượu cao phân tử) • Sterit (este của sterol) • Etolit (este tương hỗ của hợp chất rượu đa chức) – Lipoit là những chất có độ hòa tan giống lipit: • Các carotenoit và quinon (dx của izopren) • Sterol tự do • Các hydrocacbon. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 5: Lipit 9
  48. 48. 03/09/2013 4 Phân loại lipit  Dựa vào thành phần cấu tạo: – lipit đơn giản: là este của rượu và axit béo, gồm Triaxylglixerin, Sáp (cerit), Sterit – lipit phức tạp: ngoài axit béo và rượu, còn có các TP khác như axit photphoric, bazơ nitơ, đường: • Glixerophotpholipit: glixerin, axit béo và axit photphoric • Glixeroglucolipit: glixerin, axit béo và monosacarit/oligosacarit • Sphingophotpholipit: aminalcol như sphingozin, axit béo và axit photphoric • Sphingoglucolipit: sphingozin, axit béo và đường (monosacarit/oligosacarit). ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 5: Lipit 10 5.2. lipit đơn giản 5.2.1. Triaxylglixerin 5.2.2. Sáp 5.2.3. Sterit ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 5: Lipit 11 Triaxylglixerin Triaxylglixerin: lipit trung tính, dầu mỡ tự nhiên, triglixerit Triaxylglixerin = este của glixerin + axit béo Glixerin +R1COOH CH2 – OCOR1 CHOH CH2OH Monoaxylglixerin CH2OH CHOH CH2OH +R1COOH +R2COOH +R3COOH +R1COOH +R2COOH CH2 – OCOR1 CH – OCOR2 CH2OH Diaxylglixerin CH2 – OCOR1 CH – OCOR2 CH2 – OCOR3 Triaxylglixerin ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 5: Lipit 12
  49. 49. 03/09/2013 5 Các triaxylglixerin thường chứa 2 hay 3 loại axit béo khác nhau. Dầu mỡ có nguồn gốc tự nhiên luôn là hỗn hợp các triaxylglixerin  tách 1 triaxylglixerin riêng biệt, đồng nhất rất khó: R1R1R1, R1R1R2, R1R2R1, R1R2R2, R2R1R1, R2R1R2, R2R2R1, R2R2R2 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 5: Lipit 13 axit béo  Nguyên liệu để tổng hợp axit béo là (2C)  axit béo có C chẵn (4C38C)  Có 2 loại axit béo: – axit béo no (bão hòa) – axit béo không no (không bão hòa). ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 5: Lipit 14 axit béo no  CT chung: CnH2nO2 hay Cn-1H2n-1COOH  Từ C12 trở đi: chất rắn, không hòa tan trong nước  Chủ yếu có trong mỡ ĐV, ít gặp ở TV: – axit butyric (C4), axit carpoic (C6), axit capilic (C8) và axit capric (C10) / bơ, sữa bò. – axit miristic (C14) /dầu lạc. – axit palmitic (C16) và axit stearic (C18) trong tất cả các chất béo với hàm lượng cao H3C CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 COOH COOH axit palmitic (C15H31COOH) ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 5: Lipit 15
  50. 50. 03/09/2013 6 axit béo không no Tên gọi CT nguyên Ký hiệu Công thức đơn giản axit oleic C18H34O2 C189 (18:1) axit linoleic C18H32O2 C189,12 (18:2) axit linolenic C18H30O2 C189,12,15 (18:3) axit arachitonic C20H32O2 C185,8,11, 14 (20:4) 10 9 COOH 13 12 10 9 COOH 16 15 13 12 10 9 COOH 15 14 12 11 9 8 6 5 COOH axit béo không no, không thay thế: linoleic, linolenic  vitamin F ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 5: Lipit 16 Hàm lượng các axit béo không no có trong thức ăn Hàm lượng axit béo theo % Linoleic Linolenic arachitonic Mỡ ĐV Bơ 4.0 1.2 0.2 Bò 5.3 - 0.6 Lợn 15.6 - 2.1 Ngỗng 19.3 - - Gà 21.3 - 0.6 Dầu TV Hướng dương 68.0 - - Đậu nành 58.8 8.1 - Ngô 50-60 0.1-0.7 - Oliu 15 - - ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 5: Lipit 17 Glixerin CTCT: CH2OH – CHOH – CH2OH  Trong cơ thể sinh vật, ít gặp glixerin ở trạng thái tự do mà thường gặp ở trạng thái hoạt động là glixerophophat ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 5: Lipit 18
  51. 51. 03/09/2013 7 Tính chất hóa lý cơ bản của dầu mỡ Nhiệt độ nóng chảy Các chỉ số hóa học Phản ứng thủy phân Phản ứng oxy hóa ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 5: Lipit 19 Nhiệt độ nóng chảy  Nhiệt độ nóng chảy phụ thuộc vào TP axit béo có trong dầu mỡ: – bão hòa (no) nhiều  t0 nc cao, rắn ở đk bình thường (mỡ, bơ…) – không bão hòa (không no) nhiều  t0 nc thấp, lỏng ở đk bình thường (dầu thực vật). Loại dầu mỡ t0 nc (0C) Mỡ bò 31 – 38 Mỡ lợn 35 – 45 Mỡ cừu 44 – 55 Dầu bông 1 – 6 Dầu ôliu 2 – 6 Dầu hướng dương 16 – 18 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 5: Lipit 20 Các chỉ số hóa học  Chỉ số axit: – Chỉ số axit = số mg KOH cần thiết để trung hòa hết các axit béo tự do có trong 1 g chất béo: RCOOH + KOH  RCOOK + H2O – Trong dầu mỡ, lượng axit béo tự do không đáng kể nhưng sẽ tăng lên trong quá trình bảo quản hoặc ở giai đoạn nẩy mầm  đánh giá dầu mỡ cũ/mới, qua chế biến hay chưa ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 5: Lipit 21
  52. 52. 03/09/2013 8 Các chỉ số hóa học  Chỉ số xà phòng: – Chỉ số xà phòng là số mg KOH cần thiết để trung hòa hết các axit tự do và liên kết có trong 1 g chất béo: CH2OCOR1 CH2OCOR2 CH2OCOR3 + 3KOH  CH2OH CHOH + CH2OH R1COOK R2COOK R3COOK RCOOH  KOH  RCOOK  H2O – Chỉ số xà phòng càng cao chứng tỏ dầu mỡ chứa nhiều axit phân tử lượng thấp và ngược lại. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 5: Lipit 22 Các chỉ số hóa học  Chỉ số este: – Chỉ số este là số mg KOH tác dụng với axit béo kết hợp: Chỉ số este = chỉ số xà phòng – chỉ số axit – Chỉ số este càng cao thì lượng glycerin có trong dầu mỡ càng nhiều. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 5: Lipit 23 Các chỉ số hóa học  Chỉ số iot: – Là số gam iot có thể kết hợp với 100 g chất béo – Đặc trưng cho mức độ không no của dầu mỡ: –C=C– +I2  –C – C– I I – Chỉ số iot càng cao, chất béo càng lỏng và càng dễ bị oxy hóa – Chỉ số iot của mỡ động vật: 30 – 70, dầu thực vật: 120 – 160. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 5: Lipit 24
  53. 53. 03/09/2013 9 Các chỉ số hóa học  Chỉ số peroxyt: – Là số gam iot được giải phóng ra khi cho dung dịch KI tác dụng với 100g chất béo nhờ tác dụng của peroxyt có trong chất béo: + 2 KI + 2 CH3COOH + 2 CH3COOK R 1 CH CH R2 O R 1 CH R2 CH O O + H2O + I2 – Chỉ số peroxyt xác định mức độ ôi hóa của chất béo. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 5: Lipit 25 Các phản ứng hóa học đặc trưng Phản ứng thủy phân (phản ứng xà phòng hóa) Phản ứng oxy hóa Phản ứng chuyển este hóa Phản ứng hydro hóa ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 5: Lipit 26 Phản ứng thủy phân (phản ứng xà phòng hóa)  Dưới tác dụng của enzim lipaza / axit đặc / kiềm đặc, liên kết este của glixerin bị thủy phân  glixerin + axit béo (hay muối của axit béo): R1COONa R2 COONa R3 COONa 3 xà phòng CH2 – OCOR1 CH – OCOR2+ 3NaOH  CH2 – OCOR3 Triaxylglixerin CH2OH CHOH+ CH2OH glixerin  Phản ứng này xảy ra ở những hạt có dầu (lạc, vừng, thầu dầu…) lúc nảy mầm, khi bảo quản với độ ẩm cao, điều kiện bảo quản không tốt. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 5: Lipit 27
  54. 54. 03/09/2013 10 Phản ứng oxy hóa  Dầu mỡ để lâu/ bq không tốt thường bị hôi do: – Xảy ra phản ứng thủy phân như trên – Oxy hóa  peroxit hay hydroperoxit: R – CH2 – CH = CH – CH2 – R1 + O2  R – CH2 – CH – CH – CH2 – R1 O O peroxit R – CH2 – CH = CH – CH2 – R1 + O2  R – CH2 – CH = CH – CH – R1 hydroperoxit O OH  Các peroxit và hydroperoxit phân hủy tiếp tục các hợp chất chứa aldehit/xeton, có mùi hôi, vị đắng. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 5: Lipit 28 Phản ứng chuyển este hóa  Trong đk thích hợp (t0 cao, khan nước, có chất xúc tác): các gốc axit béo trong 1 triglixerit / giữa các triglixerit đổi chỗ cho nhau  Ứng dụng: – Tạo chất nhũ hóa từ mỡ lợn  sản xuất bánh ngọt và kem đá (loại bỏ tinh thể glixerin thô gây ra hạt cứng) – Chế biến mỡ rắn giàu axit linoleic để sản xuất magarin  Sự chuyển este không làm biến đổi các axit béo nhưng khả năng tiêu hóa của triglixerit bị thay đổi  sự hấp thu của mỗi axit béo cũng bị thay đổi theo. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 5: Lipit 29 Phản ứng hydro hóa Là phản ứng gắn hydro vào nối đôi của axit béo không no trong các glixerit: dầu TV  mỡ TV (rắn) Có hai kiểu hydro hóa: – Hydro hóa chọn lọc: axit linolenic  độ bền của dầu – Hydro hóa từng phần/ toàn bộ: tạo chất béo rắn  SX magarin/mỡ nhũ hóa. ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 5: Lipit 30
  55. 55. 03/09/2013 11 5.2.2. Sáp (Cerit)  Sáp tự nhiên như sáp ong, sáp thực vật… là hỗn hợp của các TP khác nhau, trong đó TP chính là các este của rượu bậc nhất có mạch cacbon dài và các axit béo phân tử lớn  Công thức chung: R1COOR2 Trong đó: – R1 là gốc axit như axit palmitic, axit xerotic, axit montanic, axit melissic – R2 là gốc rượu như rượu xerilic, rượu montanilic, rượu mirixilic  Bền với ánh sáng, chất oxy hóa, tác nhân vật lý, ít bị thủy phân  Ứng dụng: vật liệu cách điện, vật liệu làm khuôn in, sơn, bút chì, phục hồi các bức tranh… ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 5: Lipit 31 5.2.2. Sáp (Cerit)  Căn cứ vào nguồn gốc, có 3 loại sáp: – Sáp ong (sáp ĐV): là este của axit palmitic + rượu mirixilic (C18H35OCOC15H31)  bảo vệ cho ấu trùng ong, tránh sự tổn thất của mật – Sáp thực vật: trên bề mặt lá, quả  ngăn nước, vi sinh vật xâm nhập, tránh sự thoát hơi nước – Sáp khoáng (sáp núi) từ than đá linhit hoặc than bùn, TP: axit montanic + các este của nó, d = 1, t0 nc = 72 – 770C ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 5: Lipit 32 5.2.3. Sterit  Là este của axit béo bậc cao+rượu vòng sterol  Sterol = rượu chưa no đơn chức, có vòng, dẫn xuất của xiclopentanoperhydrophenantren  Sterol không tan trong nước, tan nhiều trong dung môi hữu cơ như cloroform, rượu…, dễ bị thuỷ phân bằng kiềm hoặc enzim  Có ở gan, tụy tạng, mỡ, máu, TP nguyên sinh chất  Một số sterol quan trọng: – Colesterol: C22H40O, trong mật, đại não ĐV, rong đỏ, khoai tây, lá mầm của đậu tương – Ecgosterol: nấm men, nấm mốc, trong hạt lúa mì. Dưới tác dụng của tia UV :ecgosterol  vitamin D – Sitosterol trong đậu tương – Stagmasterol trong phôi lúa mì ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 5: Lipit 33
  56. 56. 03/09/2013 12 HO A B C D HO A B C D Cholesterol Ecgosterol ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 5: Lipit 34 5.3. Lipit phức tạp 5.3.1. Photpholipit 5.3.2. Glicolipit ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 5: Lipit 35 5.3.1. Photpholipit  Photpholipit = diaxylglixerin + H3PO4 + hợp chất phụ X (colin, etanolamin, serin, inozit)  Photpholipit = TP bắt buộc của màng tế bào, nhiều ở hạt cây lấy dầu, cây họ đâu, mô thần kinh, lòng đỏ trứng, hồng cầu, tinh trùng ĐV CH2 – OCOR1 CH – OCOR2 OH CH2 – O – P = O O – X  Có 2 nhóm: – Glixerophotpholipit: photphatit ở TV bậc cao • photphattityl etanolamin (xephalin): X=etanolamin • photphatityl colin (lơxithin): X=colin • photphatityl serin, photphatityl inozit – Sphingolipit: glixerin+axit béo+colin+axit photphoric và amino của rượu chưa no sphingozin ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 5: Lipit 36
  57. 57. 03/09/2013 13 5.3.2. Glicolipit  Glicolipit = axit béo + rượu + gluxit (galactoza/ dẫn xuất của galactoza là N – axetyl galcatozamin)  Nhiều trong lá xanh của TV, mô thần kinh người và ĐV  Có 2 nhóm: – Xerebrozit: amino rượu 2 nguyên tử không no sphingozin + axit béo + gaclactoza – Gangliozit (mucolipit): axit béo (axit steric) + sphingozin + galactoza, glucoza, galatozamin + axit neuraminic ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 5: Lipit 37 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 5: Lipit 38
  58. 58. 07/09/2013 1 Chương 2: PROTEIN 2.1. Vai trò khác nhau của protein 2.2. Axit amin 2.3. Protein 2.4. Các quá trình biến đổi protein trong gia công, chế biến thực phẩm và ứng dụng 2.5. Các biến đổi của protein trong QTSX và bảo quản thực phẩm ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 1 2.1. Vai trò khác nhau của protein 2.1.1. Vai trò của protein trong cơ thể sinh vật 2.1.2. Vai trò của protein trong sản phẩm thực phẩm ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 2 2.1.1. Vai trò của protein trong cơ thể sinh vật 1. Xúc tác: enzyme 2. Vận tải: hemoglobin, mioglobin (ở ĐV có xương sống), hemoxiamin (ở động vật không xương sống) 3. Chuyển động: co cơ, chuyển vị trí của NST 4. Bảo vệ: kháng thể, interferon chống sự nhiễm virut, chống đông máu, độc tố (toxin) ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 3
  59. 59. 07/09/2013 2 2.1.1. Vai trò của protein trong cơ thể sinh vật 5. Truyền xung thần kinh: chất màu thị giác rodopxin ở màng lưới mắt. 6. Điều hòa: hormon, ức chế đặc hiệu enzyme 7. Chống đỡ cơ học: protein sợi như sclerotin/côn trùng, fibroin/tơ tằm, tơ nhện, colagen, elastin/mô liên kết, mô xương 8. Dự trữ dinh dưỡng: ovalbumin/lòng trắng trứng, gliadin/hạt lúa mì, zein/ngô, feritin/lá. ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 4 2.1.2. Vai trò của protein trong sản phẩm thực phẩm  Giá trị dinh dưỡng: – Protein quyết định đặc trưng khẩu phần thức ăn  nền tảng protein cao – Thiếu protein: • Suy dd, sụt cân mau, chậm lớn • Giảm khả năng miễn dịch • Gan, tuyến nội tiết, hệ thần kinh không hoạt động bình thường • Thay đổi TPHH và cấu tạo hình thái của xương (Ca, Mg) Protein cao, chất lượng tốt (đủ các axit amin không thay thế) ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 5 2.1.2. Vai trò của protein trong sản phẩm thực phẩm  Tính năng công nghệ: – Tạo cấu trúc, tạo hình khối, tạo trạng thái: giò lụa, bánh mì – Gián tiếp tạo chất lượng: màu vàng nâu, hương thơm đặc trưng của bánh mì, cố định mùi. ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 6
  60. 60. 07/09/2013 3 2.2. Axit amin •Công thức cấu tạo tổng quát:   R – CH – COOH NH2  R – CH – COO– NH3 + Dạng không ion hóa Dạng ion lưỡng cực ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 7 Các axit amin thường gặp Đa số protein cấu tạo từ 20 L- axit amin và 2 amit COOH (axit amin)  CONH2 (amit) axit aspartic  Asparagin axit glutamic  Glutamin ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 8 Phân loại các axit amin thường gặp axit amin phân cực axit amin không Trung tính axit tính Kiềm tính phân cực Tên gọi Viết Tên gọi Viết Tên gọi Viết Tên gọi thông tắt thông tắt thông tắt thông thường thường thường thường Viết tắt Asparagin Xystein Xystin Glutamin Serin Tirozin Treonin Asn Cys Gln Ser Tyr Thr a.Aspartic a.Glutamic Asp Glu Acginin Lizin Histidin Arg Lys His Alanin Phenilalanin Glixin Lơxin Izolơxin Methionin Prolin Triptophan Valin Oxiprolin Ala Phe Gly Leu Ileu Met Pro Trp Val ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 9
  61. 61. 07/09/2013 4 Axit amin phân cực, trung tính ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 10 Axit amin phân cực, trung tính ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 11 Axit amin phân cực, trung tính Xystin, Xystein ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 12
  62. 62. 07/09/2013 5 Axit amin phân cực, kiềm tính ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 13 Axit amin phân cực, axit tính ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 14 Axit amin không phân cực ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 15
  63. 63. 07/09/2013 6 Axit amin không phân cực ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 16 Axit amin không phân cực Oxyproline, Oxipolin  Prolin(Proline) Oxiprolin (Oxyproline) ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 17 Một số axit amin ít gặp trong protein ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 18
  64. 64. 07/09/2013 7 Một số axit amin không có trong protein ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 19 Các axit amin không thay thế aa không thay thế (cần thiết, thiết yếu) = aa mà người/ĐV không thể tự tổng hợp  lấy từ thức ăn Thiếu  cân bằng N (-) Tùy thuộc vào loài, lứa tuổi: – Người lớn: 8 (valin, lơxin, izolơxin, metionin, treonin, phenylalanin, triptophan, lyzin) – Trẻ em: 8 + 2 (arginin, histidin) ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 20 Các axit amin không thay thế và nhu cầu hàng ngày của người trưởng thành TT axit amin Nhu cầu (g/ngày) TT axit amin Nhu cầu (g/ngày) 1 Valin 8,8 5 Methionin 3,0 2 Lơxin 9,0 6 Lizin 5,2 3 Izolơxin 3,3 7 Triptophan 1,1 4 Treonin 3,5 8 Phenilalanin 4,4 ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 21
  65. 65. 07/09/2013 8 Một số tính chất hóa lý của axit amin  Tính chất chung  Tính đồng phân quang học (đồng phân lập thể) của axit amin  Khả năng hydrat và tính tan  Tính điện ly lưỡng tính  Các phản ứng hoá học ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 22 Tính chất chung  Bền trong môi trường nước, bền nhiệt (không bị phá huỷ ở 100- 200oC)  Bền trong môi trường axit (riêng các axit amin chứa lưu huỳnh bị phá huỷ)  Không bền trong môi trường kiềm: hiện tượng raxemic ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 23 Tính đồng phân quang học (đồng phân lập thể) – Trừ glyxin, các axit amin đều chứa C bất đối (C*) – Phân tử tồn tại dưới 2 dạng L(-, quay trái) và D (+, quay phải) – Đa phần các axit amin thực phẩm tồn tại dưới dạng L  protein có tính làm quay mặt phẳng của ánh sáng phân cực sang trái. – Dạng D không được cơ thể hấp thụ ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 24
  66. 66. 07/09/2013 9 C bất đối * b a – C – c d R’ * X – C – H R Dạng L(-) R’ * H – C – X R Dạng D(+) ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 25 Trong đó: –Gốc R’ có mức độ oxy hóa cao hơn R: COOH > CHO > CH2OH > CH3 –Dị tố X: Br, Cl, OH, NH2 ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 26 Ở axit amin: –C* chính là C –Gốc R là COOH –X là NH2 Do đó, cấu hình D và L có dạng: COOH  NH2 – C – H R Dạng L(-) COOH  H – C – NH2 R Dạng D(+) ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 27
  67. 67. 07/09/2013 10 Người ta quy ước lấy axit amin serin làm đơn vị so sánh để xét đồng phân quang học của axit amin: COOH  H2N – C – H CH2OH L – Serin COOH  H – C – NH2 CH2OH D – Serin ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 28 ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 29 Khả năng hydrat hoá và tính tan Gốc R chứa các nhóm chức có khả năng tạo liên kết hydro với nước Thường khả năng hydrat hoá cao sẽ có tính hòa tan Tính tan phụ thuộc vào bản chất axit amin, vào dung môi... ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 30
  68. 68. 07/09/2013 11 Tính điện ly lưỡng tính  Do phân tử vừa chứa nhóm NH3 + và nhóm COO-  Môi trường axit: – a.a tích điện dương (+) – a.a chuyển về cực âm (-)  Môi trường kiềm: – a.a tích điện âm (-) – a.a chuyển về cực dương (+)  Ở giá trị pH mà các a.a không tích điện là pH đẳng điện (pI, pHi)  Cơ sở ứng dụng của phương pháp điện di ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 31 Tính điện ly lưỡng tính R – CH – COOH + H+  R – CH – COOH NH2 NH3 + R – CH – COOH + OH–  R – CH – COO– + H2O NH2 NH2 ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 32 Các phản ứng hoá học  Phản ứng với formaldehit (formaldehyd)  Phản ứng với ninhydrin (Trixetohidrinden)  Phản ứng của gốc R ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 33
  69. 69. 07/09/2013 12 Phản ứng với formaldehit (formaldehyd)  Đánh giá mức độ thủy phân của protein  Formaldehit (HCHO) phản ứng với nhóm amin tạo thành dẫn xuất metilen của axit amin: NH3 + O N = CH2 R – CH + C-H  R – CH + H2O COO– H COOH ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 34 Phản ứng với ninhydrin (Trixetohidrinden) Dùng định tính và định lượng axit amin nhờ: – phương pháp sắc ký trên giấy – sắc ký trên cột nhựa trao đổi ion bằng máy phân tích axit amin tự động (g) Các  - axit amin + ninhydrin  hợp chất màu xanh tím Riêng: iminoaxit (prolin) + ninhydrin  hợp chất màu vàng ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 35 Phản ứng với ninhydrin (Trixetohidrinden) H H R – C – COOH + O ninhidrin dixetooxyhindriden OH OH O O OH OH H HO O O O + NH3 + NH3 + CO2 + RCHO + O O O O O O – N = OH indandion – 2 – N – 2 – indanon NH2 O O O O – N = + NH3 ONH 4 O O O – N = Hợp chất màu xanh tím (Ruheman) ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 36
  70. 70. 07/09/2013 13 Phân tích axit amin bằng phương pháp sắc ký giấy Các cấu tử cần tách được di chuyển trên giấy nhờ lực mao dẫn của dung môi. Chúng được tách ra nhờ sự khác nhau về ái lực giữa pha động và pha tĩnh ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 37 2.3. Cấu tạo phân tử protein  Các nguyên tố cơ bản: C, H, O, N – Cacbon: 50-55% – Hydro: 5,5-7,3% – Oxy: 21,5-23,5% – Nitơ: 15-18%  [Pr] = [NPr] x f • f = 6,25: protein thường • f = 5,7: protein ngũ cốc • f = 6,38: protein sữa – Các nguyên tố khác: S (0,3-2,5%), P (0,1-0,2%), Fe, Zn, Cu...  axit amin  peptit  polypeptit  protein ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 38 Peptit (Peptid) Peptit là sản phẩm ngưng tụ của các axit amin: H2N – CH – COOH + HNH – CH – COOH R1 R2 axit amin 1 axit amin 2 - H2O H2N – CH – CO – NH – CH – COOH R1 R2 Dipeptit Liên kết peptit ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 39
  71. 71. 07/09/2013 14 Liên kết Peptit Liên kết peptit (-CO-NH-) = liên kết giữa nhóm amino (NH2) và nhóm cacboxyl (COOH) của 2 phân tử axit amin khác nhau ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 40 Peptit, polypetit 2,3..n aa  dipeptit, tripeptit..polipeptit Phân biệt giữa polipeptit và protein bởi khối lượng phân tử (M): – Polipeptit có M nhỏ  tan được trong dd axit tricloaxetic 10% – Protein có M lớn  không tan được trong dd axit tricloaxetic 10% ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 41 Cấu trúc của phân tử protein  Thuyết polipeptit: axit amin  peptit  polypeptit  protein  Các mức cấu trúc – cấu trúc bậc 1: mạch thẳng – cấu trúc bậc 2: xoắn lò so, tờ giấy xếp, cuộn thống kê…. – cấu trúc bậc 3: cấu trúc cầu – cấu trúc bậc 4: cấu trúc cầu, do nhiều dưới đơn vị ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 42
  72. 72. 07/09/2013 15 Cấu trúc bậc 1 Quy định bởi thành phần và trình tự kết hợp của các axit amin có trong protein đó. Liên kết đặc trưng = liên kết peptit Quy định từ trong gen, xác định quan hệ họ hàng và lịch sử tiến hoá ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 43 Cấu trúc bậc 1 ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 44 Cấu trúc bậc 2 Liên kết đặc trưng = liên kết H giữa nhóm imin (NH) và nhóm cacbonyl (CO) Gồm: – cấu trúc xoắn kiểu  – cấu trúc xếp nếp kiểu  ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 45
  73. 73. 07/09/2013 16 Cấu trúc xoắn  Vòng xoắn quay theo chiều từ trái sang phải vì các axit amin có cấu hình L  Mỗi vòng xoắn gồm 3,6 gốc axit amin (18 aa  5 vòng) Có các axit amin không có khả năng tạo xoắn ở cacbon  như prolin, glixin, izolơxin, serin ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 46 Cấu trúc xoắn  ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 47 Cấu trúc xếp nếp  Cấu trúc dạng sợi, dịch đặc, gấp nếp Tương tác giữa: – 2 chuỗi polipeptit – giữa các đoạn mạch của 1 chuỗi polipeptit ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 48
  74. 74. 07/09/2013 17 Cấu trúc xếp nếp  (a): D¹ng song song (b) D¹ng ®èi song song ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 49 Cấu trúc bậc 3  Trên cơ sở cấu trúc bậc 1 và 2  cấu trúc gấp khúc không gian 3 chiều  Liên kết đặc trưng = liên kết ion, liên kết không phân cực, liên kết hydro, liên kết disunfit (-S-S-) ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 50 Cấu trúc bậc 3 ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 51
  75. 75. 07/09/2013 18 Cấu trúc bậc 3 Phân tử chymotrysin ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 52 Các liên kết hydro trong protein ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 53 Cấu trúc bậc 4  Dạng: hình cầu, tập hợp của nhiều dưới đơn vị (subunit)  Liên kết: tĩnh điện, tương tác kỵ nước, liên kết H, Van der Waal, cầu disulfua… phân tử hemoglobin ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 54
  76. 76. 07/09/2013 19 Tóm tắt các mức cấu trúc của protein ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 55 Một số tính chất quan trọng của protein  Khối lượng và hình dạng của phân tử protein Tính chất lưỡng tính của protein Tính chất của dung dịch keo protein  Sự biến tính của protein ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 56 Khối lượng, hình dạng của protein  Khối lượng: M lớn, hàng nghìn  triệu hoặc lớn hơn  Hình dạng: – Hình cầu: • trục dài/trục ngắn <20 • Tan / nước muối loãng • Hoạt động hh  xúc tác • Hemoglobin, myoglobin... – Hình sợi: • trục dài/trục ngắn=100 -1000 • Trơ hh chức năng cơ học • Colagen (da, sụn); keratin(tóc, lông); fibrin (tơ); miozin (cơ). ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 57
  77. 77. 07/09/2013 20 Tính chất lưỡng tính của protein  Protein là chất điện ly lưỡng tính do các nhóm phân cực của gốc R như COOH thứ hai (Asp, Glu), NH2 (Lys), guanidin (Arg), imidazol (His), OH (Ser, Thr, Tyr)  pHi (pI): – pH < pHi:protein = đa cation – pH > pHi: protein = đa anion – pH = pHi, protein kết tụ  xác định pHi của protein, kết tủa protein  Từ sự khác biệt về pHi của các protein  phương pháp điện di, tách chiết protein ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 58 Tính chất dung dịch keo protein Khi hòa tan, protein  dung dịch keo (kích thước lớn, không đi qua màng bán thấm)  tinh sạch protein bằng phương pháp thẩm tích  2 yếu tố đảm bảo độ bền keo protein: – Sự tích điện cùng dấu – Lớp vỏ hydrat  Loại bỏ 2 yếu tố này, protein sẽ bị kết tủa.  Các yếu tố gây kết tủa thuận nghịch protein: – muối trung hòa như (NH4)2SO4 – dung môi hữu cơ như axeton, etanol (t<00C) ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 59 Điện di ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 60
  78. 78. 07/09/2013 21 Điện di trên gel polyacrylamit Các protein cần tách sẽ di chuyển với các tốc độ khác nhau (do sự khác nhau về kích cỡ và độ tích điện) và sau đó chúng sẽ được định vị ở các vị trí khác nhau trên bản gel (các vệt gel) ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 61 Phương pháp điện di đẳng điện ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 62 Phương pháp SDS-Page ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 63
  79. 79. 07/09/2013 22 Sự biến tính của protein  Định nghĩa: Điều kiện môi trường thay đổi  protein bị thay đổi hoàn toàn về tính chất lý, hóa  cấu trúc bậc 2,3,4 bị phá vỡ (cấu trúc bậc 1 giữ nguyên)  protein bị biến tính ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 64 Sự biến tính của protein Khi biến tính, protein bị biến đổi: –Tính hòa tan  do lộ các nhóm kỵ nước – Khả năng giữ nước  – Mất hoạt tính sinh học – Độ nhạy với enzyme proteaza – Độ nhớt nội tại – Mất khả năng kết tinh ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 65 Sự biến tính của protein Phân loại: –Biến tính thuận nghịch: sau biến tính, dạng ban đầu của protein được phục hồi –Biến tính không thuận nghịch: sau biến tính, protein không thể khôi phục trạng thái ban đầu ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 66
  80. 80. 07/09/2013 23 Sự biến tính của protein  Các tác nhân gây biến tính: – Tác nhân vật lý • Nhiệt độ: làm dãn mạch phân tử. • Tia cực tím: các gốc axit amin thơm (Trp, Tyr, Phe) hấp thụ các tia cực tím, làm thay đổi hình thể của phân tử Protein và nếu mức năng lượng đủ lớn sẽ làm đứt gẫy các cầu disunfua (-S-S-) • Xử lý cơ học: khi nhào trộn, cán, kéo hoặc dãn được lặp đi lặp lại nhiều lần tạo ra lực cắt cũng làm biến tính Protein. ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 67 Sự biến tính của protein  Các tác nhân gây biến tính: – Tác nhân hoá học: • pH: tạo lực đẩy tĩnh điện giữa các nhóm bị ion hoá và làm giãn mạch các phân tử Protein. • Các ion kim loại: đặc biệt là các ion kim loại chuyển tiếp (Cu, Fe, Hg, Ag) tạo phức bền với protein làm thay đổi cấu hình phân tử ( nhóm -SH) • Các dung môi hữu cơ: thay đổi hằng số điện môi của môi trường, biến đổi các lực hút tĩnh điện vốn làm bền phân tử protein ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 68 Phân loại protein Dựa vào thành phần hóa học  2 nhóm lớn: – Protein đơn giản – Protein phức tạp: phần protein + phần phi protein (nhóm ngoại) ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 69
  81. 81. 07/09/2013 24 Protein đơn giản (Phân loại dựa vào tính hòa tan) Nhóm protein Dung môi hòa tan Sự phân bố của protein Albumin Nước Lòng trắng trứng, các loại hạt Globulin dd muối loãng Hầu hết các loại thực vật Prolamin Rượu etylic 70% Hạt hòa thảo Glutelin Kiềm, axit loãng Hạt lúa mì Histon axit loãng Nhân tế bào Protamin Nhiều dung môi Nhân tế bào ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 70 Protein phức tạp (Phân loại dựa vào phần phi protein) Nhóm protein Phần phi protein Nucleoprotein axit nucleic Glucoprotein Gluxit Licoprotein Lipit Cromoprotein Chất màu Photphoprotein H3PO4 Metaloprotein Kim loại ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 71 2.4. Các quá trình biến đổi protein trong gia công, chế biến thực phẩm và ứng dụng  Khả năng tạo gel của protein  Khả năng tạo bột nhão  Khả năng tạo màng  Khả năng nhũ hóa  Khả năng tạo bọt  Khả năng cố định mùi ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 72
  82. 82. 07/09/2013 25 Khả năng tạo gel của protein Định nghĩa của sự tạo gel: Protein bị biến tính  cấu trúc bậc cao bị phá hủy  mạch peptit bị giãn ra  các nhóm bên ẩn phía trong xuất hiện  các mạch polipeptit tiếp xúc và liên kết lại  mạng lưới không gian 3 chiều vô định hình, rắn, chứa đầy pha phân tán (H2O) N n (P ) nP nP (P ) 0 0    PN là protein tự nhiên ban đầu, PD là protein bị biến tính. D n t0 hoacë lamø lanï h D t N t ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 73 Khả năng tạo gel của protein  Các liên kết tạo nên cấu trúc gel: – Liên kết hydrophop (kỵ nước hay ưa béo), ổn định  khối gel cứng – Liên kết H giữa nhóm peptit, OH, COOH  liên kết yếu, linh động  gel có độ dẻo nhất định, dễ bị đứt khi gia nhiệt, tái lập khi để nguội – Liên kết tĩnh điện – Liên kết disulfua  gel rất chắc và bền ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 74 Khả năng tạo gel của protein  Điều kiện tạo gel: – Nhiệt độ: gia nhiệt  làm lạnh  tạo nhiều liên kết hydro  gel bền – axit hóa/kiềm hóa nhẹ: pH  pI – Thêm chất đồng tạo gel: polysacarit  gel có độ cứng và độ đàn hồi cao hơn ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 75
  83. 83. 07/09/2013 26 Khả năng tạo bột nhão Các protein (gliadin và glutenin) của gluten bột mì có khả năng tạo hình  “bột nhão” (paste) có tính cố kết, dẻo và giữ khí  cấu trúc xốp cho bánh mì khi nướng ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 76 Khả năng tạo màng Protein như gelatin có thể tạo màng nhờ các liên kết hydro nên có tính thuận nghịch: – t > 300C: tan chảy – Để nguội: tái lập ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 77 Khả năng nhũ hóa  Nhũ tương: – Nhũ tương = hệ phân tán của hai chất lỏng không trộn lẫn nhau (pha phân tán + pha liên tục) – Nhũ tương là hệ không bền nhiệt động  hợp giọt ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 78
  84. 84. 07/09/2013 27 Khả năng nhũ hóa  Các phương pháp làm bền hệ nhũ tương: – Cho các chất điện ly vô cơ  các giọt tích điện và đẩy nhau – Thêm chất hoạt động bề mặt  giảm sức căng bề mặt giữa hai pha – Thêm chất cao phân tử hòa tan được trong pha liên tục như polysacarit, protein hấp thụ vào bề mặt liên pha ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 79 Khả năng nhũ hóa  Tác dụng làm bền hệ nhũ tương của protein: – protein hấp thụ vào bề mặt liên pha  độ dày, độ nhớt, độ dàn hồi, độ cứng  ngăn hợp giọt – Ngoài ra, sự ion hóa các nhóm bên của protein  lực đẩy tĩnh điện làm cho nhũ tương bền. ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 80 Khả năng tạo bọt  Bọt thực phẩm = hệ phân tán (bóng bọt/chất lỏng hay chất bán rắn), ví dụ kem ướp lạnh, bọt bia, bánh mì…  Để bọt bền: màng mỏng bao quanh bóng bọt phải đàn hồi và không thấm khí  khi protein được hấp thụ vào bề mặt liên pha thì sẽ tạo ra được một màng như thế  Các chất tạo bọt thực phẩm thường là protein (lòng trắng trứng, máu, protein của đậu tương…) ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 81
  85. 85. 07/09/2013 28 Khả năng cố định mùi  Protein hấp phụ chất có mùi qua tương tác Van der Waals, liên kết đồng hóa trị, liên kết tĩnh điện: – Các hợp chất bay hơi có cực như rượu đính vào protein bằng liên kết hydro – Các hợp chất bay hơi có M thấp cố định vào các gốc axit amin không cực qua tương tác kỵ nước (ưa béo) – Một số có liên kết đồng hóa trị không thuận nghịch (aldehit hay xeton vào nhóm NH2/ protein, chất bay hơi có nhóm NH2 vào nhóm COOH/protein) ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 82 2.5. Các biến đổi của protein trong QTSX và bảo quản thực phẩm  Biến đổi do nhiệt  Biến đổi do enzyme ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 83 Biến đổi do nhiệt  Gia nhiệt vừa phải (chần)  protein biến tính  vô hoạt độc tố, chất kìm hãm, enzyme không mong muốn  Gia nhiệt kiểu thanh trùng (> 110 – 1150C)  một phần Cys, Cysn bị phá hủy  H2S, dimetylsunfua, axit xisteic… mùi đặc trưng  Gia nhiệt khan, t >2000C  Trp bị vòng hóa  , ,  cacbolin ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 84
  86. 86. 07/09/2013 29 Biến đổi do nhiệt  Gia nhiệt TP giàu protein có pH trung tính hay kiềm ở t0 cao (>2000C) – Thủy phân lk peptit, raxemic  50% gt dinh dưỡng (đphân D khó tiêu hóa) – Phá hủy aa: Arg  ornitin, ure, sitrulin, NH3; Cys  dehydroalanin – Tạo cầu nối đồng hóa trị giữa các chuỗi polypeptit  Xử lý nhiệt thịt/cá ở t0 >t0 thanh trùng  cầu đồng hóa trị kiểu izopeptit giữa Lys và Glu/Asp ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 85 Biến đổi do enzyme  Phản ứng khử amin  Phản ứng khử cacboxyl  Phản ứng khử amin khử cacboxyl  Phản ứng tạo mercaptan  Phản ứng tạo scatol, indol, crezol, phenol  Phản ứng tạo di-trimetylamin từ các lipoprotein  Phản ứng tạo phosphin ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 86 Phản ứng khử amin R – CH – COOH + H2O NH2 R – CH – COOH + NH3 OH R – CH – COOH + H2 NH2 R – CH2 – COOH + NH3 Enzim của VSV hiếu khí ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 87
  87. 87. 07/09/2013 30 Phản ứng khử cacboxyl R – CH – COOH NH2 R – CH2 – NH2 + CO2 ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 88 Phản ứng khử amin khử cacboxyl 1) R – CH – COOH + ½ O2 NH2 R – CO – COOH + NH3 Decacboxylaza R – CO – COOH R – CH = O + CO2 2) R – CH – COOH + H2O NH2 R – CH – COOH OH R – CH – COOH + NH3 OH R – CH2 – OH + CO2 ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 89 Phản ứng tạo mercaptan CH2 - SH CH – NH2 +2H COOH + CO2 + NH3 CH2 - SH CH3 ThS.Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 2: Protein 90

×