›
›

Giáo trình Hóa sinh - Chương 2: Protein - Phạm Hồng Hiếu

pdf 18 trang huongle 2670
Download
Bạn đang xem tài liệu "Giáo trình Hóa sinh - Chương 2: Protein - Phạm Hồng Hiếu", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfgiao_trinh_hoa_sinh_chuong_2_protein_pham_hong_hieu.pdf

Nội dung text: Giáo trình Hóa sinh - Chương 2: Protein - Phạm Hồng Hiếu

  1. 30/07/2015 Chương 2: PROTEIN I. Vai trò sinh học của protein II. Cấu tạo phân tử protein I. VAI TRÒ SINH HỌC III.Một số tính chất quan trọng của protein IV.Phân loại protein CỦA PROTEIN V. Các quá trình biến đổi protein trong gia công, chế biến thực phẩm và ứng dụng VI.Các biến đổi của protein trong QTSX và bảo quản thực phẩm ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 1 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 2 Vai trò của protein trong cơ thể Vai trò của protein trong cơ thể sinh vật sinh vật 5. Truyền xung thần kinh: chất màu thị giác 1. Xúc tác: enzyme rodopxin ở màng lưới mắt. 2. Vận tải: hemoglobin, mioglobin (ở ĐV có 6. Điều hòa: hormone, ức chế đặc hiệu xương sống), hemocyanin (ở động vật enzyme không xương sống) 7. Chống đỡ cơ học: protein sợi như 3. Chuyển động: co cơ, chuyển vị trí của sclerotin/côn trùng, fibroin/tơ tằm, tơ NST nhện, colagen, elastin/mô liên kết, mô 4. Bảo vệ: kháng thể, interferon chống sự xương nhiễm virus, chống đông máu, độc tố 8. Dự trữ dinh dưỡng: ovalbumin/lòng trắng (toxin) trứng, gliadin/hạt lúa mì, zein/ngô, feritin/lá. ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 3 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 4 Giá trị dinh dưỡng Acid amin •Công thức cấu tạo tổng quát:  Protein quyết định đặc trưng khẩu phần thức ăn nền tảng protein cao R – CH – COOH R – CH – COO–  Thiếu protein: + Suy dd, sụt cân mau, chậm lớn NH2 NH3 Giảm khả năng miễn dịch Dạng không ion hóa Dạng ion lưỡng cực 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 acid amin không thay thế) ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 5 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 6 1
  2. 30/07/2015 Phân loại các acid amin thường gặp Các acid amin thường gặp acid amin phân cực acid amin không Trung tính acid tính Kiềm tính phân cực Tên gọi Viết Tên gọi Viết Tên gọi Viết Tên gọi Viết Đa số protein cấu tạo từ 20 L- acid amin thông tắt thông tắt thông tắt thông tắt và 2 amit thường thường thường thường Asparagin Asn a.Aspartic Asp Acginin Arg Alanin Ala COOH (acid amin) CONH2 (amit) Xystein Cys a.Glutamic Glu Lizin Lys Phenilalanin Phe Xystin Histidin His Glixin Gly acid aspartic Asparagin Glutamin Gln Lơxin Leu Serin Ser Izolơxin Ileu acid glutamic Glutamin Tirozin Tyr Methionin Met Treonin Thr Prolin Pro Triptophan Trp Valin Val Oxiprolin ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 7 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 8 Acid amin phân cực, trung tính Acid amin phân cực, trung tính ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 9 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 10 Acid amin phân cực, trung tính Acid amin phân cực, kiềm tính Xystin, Xystein ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 11 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 12 2
  3. 30/07/2015 Acid amin phân cực, acid tính Acid amin không phân cực ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 13 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 14 Acid amin không phân cực Acid amin không phân cực Oxyproline, Oxipolin Prolin(Proline) Oxiprolin (Oxyproline) ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 15 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 16 Một số acid amin ít gặp trong protein Một số acid amin không có trong protein ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 17 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 18 3
  4. 30/07/2015 Các acid amin không thay thế Các acid amin không thay thế và nhu cầu hàng ngày của người trưởng thành aa không thay thế (cần thiết, thiết yếu) = aa mà người/ĐV không thể tự tổng hợp lấy từ thức ăn TT acid Nhu cầu TT acid amin Nhu cầu amin (g/ngày) (g/ngày) Thiếu cân bằng N (-) 1 Valin 8,8 5 Methionin 3,0 Tùy thuộc vào loài, lứa tuổi: – Người lớn: 8 (valin, lơxin, izolơxin, metionin, 2 Lơxin 9,0 6 Lizin 5,2 treonin, phenylalanin, triptophan, lyzin) 3 Izolơxin 3,3 7 Triptophan 1,1 – Trẻ em: 8 + 2 (arginin, histidin) 4 Treonin 3,5 8 Phenilalanin 4,4 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 19 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 20 Một số tính chất hóa lý của acid amin Tính chất chung  Bền trong môi trường nước, bền  Tính chất chung nhiệt (không bị phá huỷ ở 100-  Tính đồng phân quang học (đồng phân 200oC) lập thể) của acid amin  Bền trong môi trường acid (riêng  Khả năng hydrat và tính tan các acid amin chứa lưu huỳnh bị  Tính điện ly lưỡng tính phá huỷ)  Các phản ứng hoá học  Không bền trong môi trường kiềm: hiện tượng raxemic ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 21 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 22 Tính đồng phân quang học C bất đối (đồng phân lập thể) b * – Trừ glyxin, các acid amin đều chứa C bất đối a – C – c (C*) d – Phân tử tồn tại dưới 2 dạng L(-, quay trái) và R’ R’ D (+, quay phải) * * – Đa phần các acid amin thực phẩm tồn tại X – C – H H – C – X dưới dạng L protein có tính làm quay mặt R R phẳng của ánh sáng phân cực sang trái. – Dạng D không được cơ thể hấp thụ Dạng L(-) Dạng D(+) ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 23 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 24 4
  5. 30/07/2015 Ở acid amin: –C* chính là C –Gốc R’ là COOH Trong đó: –X là NH2 –Gốc R’ có mức độ oxy hóa cao hơn R: Do đó, cấu hình D và L có dạng: COOH > CHO > CH2OH > CH3 COOH COOH –Dị tố X: Br, Cl, OH, NH 2 H – C – NH NH2 – C – H 2 R R Dạng L(-) Dạng D(+) ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 25 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 26 Người ta quy ước lấy acid amin serin làm đơn vị so sánh để xét đồng phân quang học của acid amin: COOH COOH H2N – C – H H – C – NH2 CH2OH CH2OH L – Serin D – Serin ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 27 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 28 Khả năng hydrat hoá và tính tan Tính điện ly lưỡng tính +  Do phân tử vừa chứa nhóm NH3 và nhóm Gốc R chứa các nhóm chức có khả COO- năng tạo liên kết hydro với nước  Môi trường acid: – a.a tích điện dương (+) Thường khả năng hydrat hoá cao sẽ có – a.a chuyển về cực âm (-) tính hòa tan  Môi trường kiềm: Tính tan phụ thuộc vào bản chất acid – a.a tích điện âm (-) amin, vào dung môi – 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 HSTP1 – Chương 2: Protein 29 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 30 5
  6. 30/07/2015 Tính điện ly lưỡng tính Các phản ứng hoá học  Phản ứng tạo muối R – CH – COOH + H+ R – CH – COOH  Phản ứng tạo phức với kim loại nặng +  Phản ứng tạo amid NH2 NH3  Tác dụng với HNO2 (acid nitrơ)  Phản ứng ester hoá – – R – CH – COOH + OH R – CH – COO + H2O  Phản ứng với formaldehit (formaldehyd)  Phản ứng với ninhydrin (Trixetohidrinden) NH2 NH2 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 31 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 32 Phản ứng tạo muối Phản ứng tạo muối  Do tính lưỡng tính, trong công thức cấu tạo có cả nhóm – Phản ứng tạo muối với acid: – COOH và – NH2, mà amino acid có khả năng tạo muối với cả acid và base: – Phản ứng tạo muối với baz: Chất tạo thành là muối Natri của amino acid ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 33 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 34 Phản ứng tạo phức với KL nặng Phản ứng tạo amid  Acid amin có thể tác dụng với các kim loại nạng (Pb, Hg, Cu, ) tạo muối nội phức  Đặc biệt với dung dịch CuSO4 amino acid tạo muối Cu kết tinh màu xanh đậm hoặc xanh tím. Phản ứng này cũng được sử dụng để xác nhận sự hiện diện của acid amin ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 35 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 36 6
  7. 30/07/2015 Phản ứng ester hoá Tác dụng với HNO2 (acid nitrơ)  Ester của các acid amin là những chất lỏng dễ bay hơi,  Trừ proline và oxy – proline không tham gia phản ứng, có tính kiềm, các chất này có thể điều chế được bằng các acid amin bậc 1 khác có khả năng phản ứng với phương pháp cất chân không acid nitrơ để tạo ra khí nitrơ và oxyacid  Phản ứng này dùng để định lượng N có trong acid amin căn cứ vào lượng khí nitrơ thoát ra ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 37 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 38 Phản ứng với formaldehit (formaldehyd) Phản ứng với ninhydrin  Dùng để định lượng acid amin (Trixetohidrinden)  Khi thêm một lượng dư formol trung tính vào dung dịch acid amin, lúc này formol sẽ đẩy H+ ra khỏi – NH3+ và phản ứng Dùng định tính và định lượng acid amin với nhóm – NH2 tạo thành dẫn xuất methyl hóa. Vậy acid nhờ: amine sẽ mất đi tính baz và chỉ còn tính acid do chỉ còn lại nhóm – COOH tự do – phương pháp sắc ký trên giấy  Chuẩn độ lượng acid này bằng dung dịch NaOH, từ đó tính – sắc ký trên cột nhựa trao đổi ion bằng được lượng acid amine tương ứng máy phân tích acid amin tự động (g) Các - acid amin + ninhydrin hợp chất màu xanh tím Riêng: iminoacid (prolin) + ninhydrin hợp chất màu vàng ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 39 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 40 Phản ứng với ninhydrin Phân tích acid amin bằng (Trixetohidrinden) O H O H phương pháp sắc ký giấy OH NH + CO + RCHO + R – C – COOH + 3 2 OH OH O Các cấu tử cần tách được di NH2 O chuyển trên giấy nhờ lực mao ninhidrin dixetooxyhindriden dẫn của dung môi. Chúng được O O O O tách ra nhờ sự khác nhau về ái OH H + NH3 + – N = lực giữa pha động và pha tĩnh OH HO O O O O indandion – 2 – N – 2 – indanon ONH O O O + NH 4 3 – N = – N = O O O O Hợp chất màu xanh tím (Ruheman) ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 41 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 42 7
  8. 30/07/2015 Phương pháp điện di trên giấy, trên Kỹ thuật tách và định lượng amino bản mỏng, trên cột gel acid bằng cột sắc ký trao đổi ion ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 43 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 44 Kỹ thuật sắc ký lỏng cao áp (HPLC – high Cấu tạo phân tử protein perfomance liquid chromatography)  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  acid amin peptit polypeptit protein ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 45 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 46 Peptit (Peptid) Liên kết Peptit Peptit là sản phẩm ngưng tụ của các acid amin: H2N – CH – COOH + HNH – CH – COOH Liên kết peptit (-CO-NH-) = liên kết R1 R2 giữa nhóm amino (NH ) và nhóm acid amin 1 acid amin 2 2 cacboxyl (COOH) của 2 phân tử acid - H O 2 amin khác nhau H2N – CH – CO – NH – CH – COOH R1 R2 Dipeptit Liên kết peptit ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 47 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 48 8
  9. 30/07/2015 Cấu trúc của phân tử protein Peptit, polypetit 2,3 n aa dipeptit, tripeptit polipeptit  Thuyết polipeptit: acid amin peptit polypeptit protein Phân biệt giữa polipeptit và protein bởi  Các mức cấu trúc khối lượng phân tử (M): – cấu trúc bậc 1: mạch thẳng – Polipeptit có M nhỏ tan được trong – cấu trúc bậc 2: xoắn lò so, tờ giấy xếp, dd acid tricloaxetic 10% cuộn thống kê . – Protein có M lớn không tan được – cấu trúc bậc 3: cấu trúc cầu trong dd acid tricloaxetic 10% – cấu trúc bậc 4: cấu trúc cầu, do nhiều dưới đơn vị ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 49 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 50 Cấu trúc bậc 1 Cấu trúc bậc 1 Quy định bởi thành phần và trình tự kết hợp của các acid 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 HSTP1 – Chương 2: Protein 51 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 52 Cấu trúc bậc 2 Cấu trúc xoắn  Vòng xoắn quay theo chiều Liên kết đặc trưng = liên kết H giữa từ trái sang phải vì các acid nhóm imin (NH) và nhóm cacbonyl amin có cấu hình L (CO)  Mỗi vòng xoắn gồm 3,6 gốc Gồm: acid amin (18 aa 5 vòng) – cấu trúc xoắn kiểu  Có các acid amin không có khả năng tạo xoắn ở cacbon – cấu trúc xếp nếp kiểu  như prolin, glixin, izolơxin, serin ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 53 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 54 9
  10. 30/07/2015 Cấu trúc xoắn 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 HSTP1 – Chương 2: Protein 55 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 56 Cấu trúc xếp nếp  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 (a): D¹ng song song (b) D¹ng ®èi song song cực, liên kết hydro, liên kết disunfit (-S-S-) ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 57 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 58 Cấu trúc bậc 3 Cấu trúc bậc 3 Phân tử chymotrysin ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 59 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 60 10
  11. 30/07/2015 Các liên kết hydro trong protein 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 HSTP1 – Chương 2: Protein 61 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 62 Tóm tắt các mức cấu trúc của protein III. 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 HSTP1 – Chương 2: Protein 63 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 64 Khối lượng, hình dạng của protein Tính chất lưỡng tính của protein  Khối lượng: M lớn, hàng nghìn triệu hoặc lớn hơn  Protein là chất điện ly lưỡng tính do các nhóm  Hình dạng: phân cực của gốc R như COOH thứ hai (Asp, – Hình cầu: Glu), NH2 (Lys), guanidin (Arg), imidazol (His), • trục dài/trục ngắn pH : protein = đa anion • Hemoglobin, myoglobin i – Hình sợi: – pH = pHi, protein kết tụ xác định pHi của • trục dài/trục ngắn=100 -1000 protein, kết tủa protein • Trơ hh chức năng cơ học  Từ sự khác biệt về pHi của các protein • Colagen (da, sụn); keratin(tóc, lông); fibrin (tơ); phương pháp điện di, tách chiết protein miozin (cơ). ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 65 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 66 11
  12. 30/07/2015 Tính chất dung dịch keo protein Điện di  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 HSTP1 – Chương 2: Protein 67 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 68 Điện di trên gel polyacrylamit Phương pháp điện di đẳng điện 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 HSTP1 – Chương 2: Protein 69 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 70 Phương pháp SDS-Page 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 HSTP1 – Chương 2: Protein 71 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 72 12
  13. 30/07/2015 Sự biến tính của protein Sự biến tính của protein Khi biến tính, protein bị biến đổi: Phân loại: – Tính hòa tan  do lộ các nhóm kỵ nước –Biến tính thuận nghịch: sau biến – Khả năng giữ nước  tính, dạng ban đầu của protein – Mất hoạt tính sinh học được phục hồi – Độ nhạy với enzyme proteaza –Biến tính không thuận nghịch: – Độ nhớt nội tại sau biến tính, protein không thể – Mất khả năng kết tinh khôi phục trạng thái ban đầu ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 73 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 74 Sự biến tính của protein Sự biến tính của protein  Các tác nhân gây biến tính:  Các tác nhân gây biến tính: – Tác nhân vật lý – Tác nhân hoá học: • Nhiệt độ: làm dãn mạch phân tử. • pH: tạo lực đẩy tĩnh điện giữa các nhóm bị ion hoá và làm giãn mạch các phân tử • Tia cực tím: các gốc acid amin thơm (Trp, Protein. Tyr, Phe) hấp thụ các tia cực tím, làm thay • Các ion kim loại: đặc biệt là các ion kim đổi hình thể của phân tử Protein và nếu loại chuyển tiếp (Cu, Fe, Hg, Ag) tạo phức mức năng lượng đủ lớn sẽ làm đứt gẫy bền với protein làm thay đổi cấu hình phân các cầu disunfua (-S-S-) tử ( nhóm -SH) • Xử lý cơ học: khi nhào trộn, cán, kéo hoặc • Các dung môi hữu cơ: thay đổi hằng số dãn được lặp đi lặp lại nhiều lần tạo ra lực điện môi của môi trường, biến đổi các lực cắt cũng làm biến tính Protein. hút tĩnh điện vốn làm bền phân tử protein ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 75 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 76 Protein đơn giản IV. Phân loại protein (Phân loại dựa vào tính hòa tan) Nhóm Dung môi Sự phân bố của protein protein hòa tan Dựa vào thành phần hóa học 2 nhóm Albumin Nước Lòng trắng trứng, các lớn: loại hạt – Protein đơn giản Globulin dd muối loãng Hầu hết các loại thực vật – Protein phức tạp: phần protein + phần Prolamin Rượu etylic 70% Hạt hòa thảo phi protein (nhóm ngoại) Glutelin Kiềm, acid loãng Hạt lúa mì Histon acid loãng Nhân tế bào Protamin Nhiều dung môi Nhân tế bào ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 77 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 78 13
  14. 30/07/2015 Protein phức tạp V. Các quá trình biến đổi protein trong gia (Phân loại dựa vào phần phi protein) công, chế biến thực phẩm và ứng dụng Nhóm protein Phần phi protein  Khả năng tạo gel của protein Nucleoprotein acid nucleic  Khả năng tạo bột nhão Glycoprotein Gluxit  Khả năng tạo màng Lipoprotein Lipit  Khả năng nhũ hóa Cromoprotein Chất màu  Khả năng tạo bọt Photphoprotein H3PO4  Khả năng cố định mùi Metaloprotein Kim loại ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 79 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 80 Khả năng tạo gel của protein Khả năng tạo gel của protein Định nghĩa của sự tạo gel:  Các liên kết tạo nên cấu trúc gel: Protein bị biến tính cấu trúc bậc cao bị – Liên kết hydrophop (kỵ nước hay ưa béo), phá hủy mạch peptit bị giãn ra các ổn định khối gel cứng nhóm bên ẩn phía trong xuất hiện các – Liên kết H giữa nhóm peptit, OH, COOH mạch polipeptit tiếp xúc và liên kết lại liên kết yếu, linh động gel có độ dẻo mạng lưới không gian 3 chiều vô định hình, nhất định, dễ bị đứt khi gia nhiệt, tái lập khi để nguội rắn, chứa đầy pha phân tán (H2O) – Liên kết tĩnh điện – Liên kết disulfua gel rất chắc và bền PN là protein tự nhiên ban đầu, PD là protein bị biến tính. ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 81 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 82 Khả năng tạo gel của protein Khả năng tạo bột nhão  Điều kiện tạo gel: Các protein (gliadin và glutenin) – Nhiệt độ: gia nhiệt làm lạnh của gluten bột mì có khả năng tạo tạo nhiều liên kết hydro gel bền hình “bột nhão” (paste) có tính – axit hóa/kiềm hóa nhẹ: pH pI cố kết, dẻo và giữ khí cấu trúc – Thêm chất đồng tạo gel: polysacarit gel xốp cho bánh mì khi nướng có độ cứng và độ đàn hồi cao hơn ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 83 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 84 14
  15. 30/07/2015 Khả năng tạo màng Khả năng nhũ hóa Protein như gelatin có thể tạo màng  Nhũ tương: nhờ các liên kết hydro nên có tính – Nhũ tương = hệ phân tán của hai chất lỏng không trộn lẫn nhau (pha phân thuận nghịch: tán + pha liên tục) – t > 300C: tan chảy – Nhũ tương là hệ không bền nhiệt động hợp giọt – Để nguội: tái lập ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 85 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 86 Khả năng nhũ hóa Khả năng nhũ hóa  Các phương pháp làm bền hệ nhũ tương:  Tác dụng làm bền hệ nhũ tương của – Cho các chất điện ly vô cơ các giọt protein: tích điện và đẩy nhau – protein hấp thụ vào bề mặt liên pha độ – Thêm chất hoạt động bề mặt giảm dày, độ nhớt, độ dàn hồi, độ cứng ngăn sức căng bề mặt giữa hai pha hợp giọt – Thêm chất cao phân tử hòa tan được – Ngoài ra, sự ion hóa các nhóm bên của trong pha liên tục như polysacarit, protein lực đẩy tĩnh điện làm cho nhũ protein hấp thụ vào bề mặt liên pha tương bền. ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 87 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 88 Khả năng tạo bọt Khả năng cố định mùi  Protein hấp phụ chất có mùi qua tương tác Van  Bọt thực phẩm = hệ phân tán (bóng der Waals, liên kết đồng hóa trị, liên kết tĩnh bọt/chất lỏng hay chất bán rắn), ví dụ kem điện: ướp lạnh, bọt bia, bánh mì – Các hợp chất bay hơi có cực như rượu đính  Để bọt bền: màng mỏng bao quanh bóng vào protein bằng liên kết hydro bọt phải đàn hồi và không thấm khí khi – Các hợp chất bay hơi có M thấp cố định vào protein được hấp thụ vào bề mặt liên pha các gốc axit amin không cực qua tương tác thì sẽ tạo ra được một màng như thế kỵ nước (ưa béo)  Các chất tạo bọt thực phẩm thường là – Một số có liên kết đồng hóa trị không thuận protein (lòng trắng trứng, máu, protein của nghịch (aldehit hay xeton vào nhóm NH / đậu tương ) 2 protein, chất bay hơi có nhóm NH2 vào nhóm COOH/protein) ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 89 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 90 15
  16. 30/07/2015 VI. Các biến đổi của protein trong Biến đổi do nhiệt QTSX và bảo quản thực phẩm  Gia nhiệt vừa phải (chần) protein biến tính vô hoạt độc tố, chất kìm hãm, enzyme không mong muốn  Biến đổi do nhiệt  Gia nhiệt kiểu thanh trùng (> 110 – 1150C) một phần Cys, Cysn bị phá hủy H2S,  Biến đổi do enzyme dimetylsunfua, axit xisteic mùi đặc trưng  Gia nhiệt khan, t >2000C Trp bị vòng hóa , ,  cacbolin ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 91 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 92 Biến đổi do nhiệt Biến đổi do enzyme  Gia nhiệt TP giàu protein có pH trung tính hay kiềm ở t0 cao (>2000C)  Phản ứng khử amin – Thủy phân lk peptit, raxemic 50% gt  Phản ứng khử cacboxyl dinh dưỡng (đphân D khó tiêu hóa)  Phản ứng khử amin khử cacboxyl – Phá hủy aa: Arg ornitin, ure, sitrulin,  Phản ứng tạo mercaptan NH3; Cys dehydroalanin – Tạo cầu nối đồng hóa trị giữa các chuỗi  Phản ứng tạo scatol, indol, crezol, phenol polypeptit  Phản ứng tạo di-trimetylamin từ các lipoprotein  Xử lý nhiệt thịt/cá ở t0 >t0 thanh trùng cầu  Phản ứng tạo phosphin đồng hóa trị kiểu izopeptit giữa Lys và Glu/Asp ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 93 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 94 Phản ứng khử amin Phản ứng khử cacboxyl R – CH – COOH + H2O R – CH – COOH + NH3 R – CH – COOH NH2 OH R – CH2 – NH2 + CO2 NH2 Enzim của R – CH – COOH + H R – CH – COOH + NH 2 VSV hiếu khí 2 3 NH2 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 95 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 96 16
  17. 30/07/2015 Phản ứng khử amin khử cacboxyl Phản ứng tạo mercaptan 1) R – CH – COOH + ½ O2 R – CO – COOH + NH3 NH2 Decacboxylaza CH - SH CH - SH R – CO – COOH R – CH = O + CO2 2 2 CH – NH2 +2H CH3 + CO2 + NH3 2) R – CH – COOH + H2O R – CH – COOH + NH3 COOH NH2 OH R – CH – COOH R – CH2 – OH + CO2 OH ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 97 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 98 Phản ứng tạo scatol, indol, crezol, phenol Phản ứng tạo scatol, indol, crezol, phenol  Tạo crezol, phenol: ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 3:2: Protein 99 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 3:2: Protein 100 Phản ứng tạo di-trimetylamin Phản ứng tạo phosphin từ các lipoprotein Xảy ra với phosphoprotein và nucleprotein Phần lipit sau khi tách từ có chứa H3PO4: lipoprotein sẽ bị chuyển hóa thành H3PO4 PH3 + 2O2 các di-trimetylamin Phosphin (PH3) là khí không màu, mùi thối, rất độc ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 101 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 102 17
  18. 30/07/2015 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 2: Protein 103 18