Biến đổi protein trong CB và BQ thực phẩm ThS Tơn Nữ Minh Nguyệt
Phần một
:

SƠ LƯC VỀ SỰ CHUYỂN HOÁ PROTEIN
TRONG CƠ THỂ
I. Thuỷ phân protein
Ở dạ dày nhờ có môi trường HCl và enzim pepsin, protein của thức ăn bò thuỷ
phân, tạo thành chủ yếu hỗn hợp polipeptit ( còn gọi là pepton).
Ở ruột, nhờ các enzim pepsin, chimotripsin, cacboxipeptiđaza xúc tác cho quá
trình thuỷ phân polipeptit thành hỗn hợp các aminoaxit. Các aminoaxit sinh ra được
hấp thụ qua thành ruột, theo máu về gan, đi tới các mô và tế bào. Một phần
aminoaxit được dùng để tái tổng hợp protein cho cơ thể, phần khác được phân giải
để cung cấp năng lượng cho cơ thể hoạt động.
II.Sự phân giải aminoacid
Trong cơ thể, các aminoaxit bò phân giải qua các phản ứng sau:
1. Phản ứng desamin hoá( loại nhóm amino)
a. Phản ứng desamin hoá-oxi hoá.
Nhờ xúc tác của enzym, nhóm amino bò loại ra khỏi phân tử aminoacid, tạo thành
cetoacid và amoniac:
R
CH
COOH
O
R
C
COOH
O
NH
3
+

1
Biến đổi protein trong CB và BQ thực phẩm ThS Tơn Nữ Minh Nguyệt
R
CH
COOH
NH
2
R
CH
2
NH
2
CO
2
enzim
+
III. Các sản phẩm cuối cùng của sự phân giải aminoacid
Quá trình phân giải aminoaxit tạo ra cetoacid, acid carboxylic và amoniac.
Các cetoacid và carboxylic tiếp tục tham gia vào chu trình Krep đã bò oxi hoá thành
carbonic và nước . Như vậy sản phẩm cuối cùng của sự phân giải aminoacid là
carbonic, nước và amoniac. Khí carbonic được thải ra ngoài cơ thể, nước tham gia
vào quá trình trao đổi chung, amoniac(gây độc cho cơ thể) được chuyển hoá thành
những chất không hoặc ít độc ( như glutamin, asparagin, ure) bằng các cách sau:
1.Amit hoá các acid monoamino dicarboxylic
Amoniac phản ứng với axit glutamic hoặc axit aspactic, tạo thành glutamin hay
asparagin.
Thí dụ:
HOOC
CH
2

+ +
2.Ure hoá khí carbonic(tổng hợp ure)
Amoniac phản ứng với khí cacbonic tạo thành ure theo một chu trình gồm nhiều
phản ứng, gọi là chu trình ure. Phương trình phản ứng tổng quát của chu trình ure:
NH
3
CO
2
ATP
OH
2
H
2
N
C
NH
2
O
AMP PP Pv
+ + + + + +
IV. Sinh tổng hợp protein
Một phần aminoacid được dùng để tái tổng hợp protein cho cơ thể. Quá trình tổng
hợp diễn ra chủ yếu trong các riboxom của tế bào, gồm 4 giai đoạn:
1. Giai đoạn hoạt hoá aminoaxit
2
Biến đổi protein trong CB và BQ thực phẩm ThS Tơn Nữ Minh Nguyệt
Xảy ra hai quá trình phản ứng , cả hai phản ứng đều cần enzim aminoaxyl-tARN
xúc tác. Mỗi aminoacid cần một loại enzym tương ứng, như vậy 21 aminoaxit cần 21
enzim khác nhau. Nhờ tác dụng của enzym, aminoacid kết hợp với ATP tạo ra
aminoaxyl-AMP-enzim có khả năng phản ứng cao:

- Một số protein thực vật sau khi thuỷ phân sẽ tạo thành các sắc tố và các dẫn
xuất có mùi thơm của thòt. Một số dòch thuỷ phân của các protein nảy được trung
hoà bằng xut, lọc và được sử dụng làm tác nhân tạo hương.
- Khi đun nóng protein thực vật trong HCl có nồng độ 1-3M, ở
C
0
100
trong thời
gian 10 – 15 h để tăng lượng nitơ phi protein lên ba lần, có thể tăng độ hoà tan lên
rất nhiều và do đó làm tăng tính chất bề mặt của gluten lên.
* Thuỷ phân hoàn toàn các liên kết peptide
- Dưới tác dụng của acid và ở nhiệt độ cao ( HCl 6N ,
CC
00
107100
−
, 20 – 72 giờ)
protein bò thuỷ phân, không xảy ra hiện tượng racemic hoá.
2. Thuỷ phân bằng kiềm:
* Thuỷ phân hạn chế ( đun nóng protein trong NaOH có pH = 11- 12,5 ,
CC
00
9570
−
, từ 20 phút đến vài giờ)
- Tạo ra những peptide lưỡng cực có các mạch bên kỵ nước và có một nhóm
carboxyl có cực ở tận cùng.
- Dùng để hoà tan và trích ly các protein ít hoà tan cùa thực vật, của vi sinh vật
và của cá.
* Thuỷ phân hoàn toàn

Ví dụ: isolat protein đậu nành khi bò thuỷ phân ở mức độ 3% hay 8% (pH= 3 hoặc
5,5) thì độ hoà tan sẽ có giá trò tương ứng là 10% hoặc 50-80%.
+ Thuỷ phân từng phần làm cho protein có độ hoà tan tốt hơn ở tất cả giá trò pH
vì lúc này protein không tự tạo ra được các tập hợp lớn nay cả ở pH đẳng điện. Được
ứng dụng để làm giàu lượng protein cho các đồ uống có vò chua ( acid hoá) và có xử
lý nhiệt.
- Thuỷ phân từng phần cũng được dùng để cải tiến các tính chất nhũ hoá và tạo
bọt của các protein bò biến tính nhiệt. Do tăng độ hoà tan làm cho sự khuếch tán của
protein đến bề mặt liên pha không khí/ nước và dầu/ nước được dễ dàng. Tuy nhiên
khi mức độ thuỷ phân vượt quá 3 - 5% thì độ nhớt và chiều dày của của màng mỏng
protein được hấp thụ là không đủ để làm bền các nhũ tương và các bọt.
* Trong bảo quản
- Sự thủy phân thường giải phóng ra các peptide có dính các gốc leuxin hoặc
phenylalanin có vò đắng nên làm giảm tính cảm quan của sản phẩm.
2.Thuỷ phân hoàn toàn : thuỷ phân hoàn toàn protein thành các acid amin . Tạo
ra các sản như nước mắm , tạo ra nguồn acid amin không thay thế để bổ sung vào
các loại thực phẩm có nguồn protein kém hoặc không hoàn hảo.
B- PHẢN ỨNG OXY HOÁ KHỬ
Khi bảo quản các thực phẩm giàu protein thường xảy ra hiện tượng ôi thối làm
mất giá trò dinh dưỡng của thực phẩm. Nguyên nhân là do tác dụng của các enzym
có trong thực phẩm và vi sinh vật xâm nhập từ môi trường ngoài
I.Phản ứng khử amin:
R - CH - COOH + H
2
R - CH
2
- COOH + NH
3
NH
2

decacboxlaza
R
CH COOH
OH
R CH
2
OH + CO
2
CO
2
NH
2
CH COOH + H
2
O
R
OH + NH
3
R CH
OH
IV. Phản ứng tạo thành mercaptan
Thường xảy ra đối với các acid amin chứa lưu huỳnh như cystein, cystine,
methionin.
CH
2
SH
CH NH
2
COOH
+ 2H

- Phản ứng tạo scatol, indol
H
N
CH
2
- CH - COOH
NH
2
OH
2
+
H
N
CH
2
- CH - COOH
OH
+
NH
3
Triptophan Axit indoloxypsopinic
+
H
N
CH
2
- CH - COOH
OH
O
2

N
+ H
2
O + CO
2
Indol
VI.Phản ứng tạo di-trimethylamin từ các lipoprotein
Phần lipid sau khi tách từ lipoprotein sẽ bò chuyển hoá thành các di-trimethylamin
7
Biến đổi protein trong CB và BQ thực phẩm ThS Tơn Nữ Minh Nguyệt
Ví dụ:
CH
3
- N - CH
2
- CH
2
- OH
CH
3
CH
3
OH
N
CH
3
CH
3
CH
3

I.Các biện pháp vật lý:
1. Gia công cơ học:
- Nghiền khô bột protein hay protein cô đặc nhằm tạo bề mặt lớn, tăng khả năng
hoà tan, hấp thụ nước, hấp thụ chất béo, tạo bọt.
- Đồng hóa các huyền phù hay dung dòch protein (của sữa): do lực cắt mạnh làm
nát vụn các tập hợp protein (micelle) thành các dưới đơn vò nên tăng khả năng nhũ
hóa.
- Tạo bọt: lực cắt làm biến tính bề mặt và tập hợp protein.
- Tạo bột nhão, tạo sợi, nấu đùn: lực cắt làm các phân tử protein sắp xếp lại, trao
đổi các cầu disulfur, tân tạo mạng lưới protein. Động tác kéo vuốt, nhào trộn nhiều
lần làm cho mạng protein, nhất là xoắn α bò phá hủy.
2. Xử lý nhiệt:
Là công đoạn phổ biến và quan trong cho các sản phẩm thực phẩm. Tuỳ mức độ
gia nhiệt mà chất lượng thực phẩm tốt hơn hay kém đi.
a. Gia nhiệt ở nhiệt độ cao :
8
Biến đổi protein trong CB và BQ thực phẩm ThS Tơn Nữ Minh Nguyệt
* Gia nhiệt vừa phải: protein chỉ bò biến tính.
- Các độc tố có bản chất protein thực phẩm (enterodoxin của Staphylococus
aureces) hay các chất kìm hãm enzym tiêu hóa (antitrypsin Kunitz và Bowman trong
hạt đậu tương) trong nguyên liệu sẽ mất độc tính.
- Chần hoặc nấu (khi đóng hộp rau quả) làm vô hoạt các enzin (protein,
polyphenoloxidase, lypoxydase) vốn tạo ra màu sắc, mùi vò xấu và giảm hàm lượng
protein của thực phẩm.
- Các protein như glyxinin đậu tương, ovalbumin, colagen cũng dễ tiêu hóa hơn
do mạch peptide duỗi ra, để lộ các gốc acid amin tạo điều kiện tác dụng thuận lợi
cho protease.
* Gia nhiệt trên 100
0
C: xảy ra phản ứng khí amin. Tuy không ảnh hưởng

N
H
α- carbolin β- carbolin γ- carbolin
( R = H hay
3
CH
) ( R = H hay
3
CH
) ( R = H hay
3
CH
)

* Gia nhiệt ở nhiệt độ cao trên 200
0
C ở pH trung tính hay kiềm:
- Thủy phân liên kết peptide và đồng phân hóa các gốc acid amin tạo hỗn hợp
racemic. Đồng phân D làm giảm giá trò dinh dưỡng 50%, giảm độ tiêu hóa của
protein (các liên kết peptide chứa D – acid amin khó bò thuỷ phân hơn), có thể gây
độc tỷ lệ với lượng được hấp thu qua màng chắn ruột.
9