Giáo trình Hóa sinh học thực phẩm (Nghề Chế biến thuỷ sản Trung cấp)

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG ĐỒNG THÁP

GIÁO TRÌNH
HĨA SINH HỌC THỰC PHẨM
MƠN HỌC/ MƠ ĐUN: HÓA SINH HỌC THỰC PHẪM
NGÀNH, NGHỀ: CHẾ BIẾN THỦY SẢN
TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP

(Ban hành kèm theo Quyết định số
/QĐ-CĐCĐ ngày tháng năm 2017
của Hiệu trưởng trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp)

Đồng Tháp, năm 2017


TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thơng tin có thể được phép
dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu
lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.


LỜI GIỚI THIỆU
Nghề Chế biến thủy sản là nghề chuyên về lĩnh vực bảo quản và chế biến thủy sản,
hải sản…đảm bảo nhu cầu dinh dưỡng và an toàn thực cho cộng đồng. Đây cũng là
ngành liên quan đến kiểm tra, đánh giá chất lượng sản phẩm trong quá trình chế biến;
phát triển sản phẩm mới, vận hành sản xuất…Ứng dụng của nghề Chế biến thủy sản là
vô cùng đa dạng, vì tất cả những gì liên quan đến an tồn thực phẩm đều có thể ứng
dụng kiến thức ngành nghề học này. Vì thế đẩy mạnh và phát triển nghề Chế biến thủy
sản là góp phần tạo ra các sản phẩm có giá trị cao, đáp ứng nhu cầu cao của thị trường.

Bộ giáo trình tích hợp những kiến thức, kỹ năng cần có của nghề, giúp học viên
sau khi học xong tham gia làm việc tại các cơ sở chế biến thực phẩm có thể làm ra các
sản phẩm đạt tiêu chuẩn, đáp ứng nhu cầu đa dạng của các thị trường trong nước cũng
như trên thế giới.
Giáo trình mơn học Hóa sinh học thực phẩm được phân bố giảng dạy trong thời
gian 63 giờ và bao gồm 06 chương:
Chương 1: Protein và sự chuyển hóa của protein trong bảo quản và chế
biến thực phẩm
Chương 2: Enzyme.
Chương 3: Glucid và sự phân giải glucid.
Chương 4: Lipid và sự ơi hóa thực phẩm.
Chương 5: Vitamin và chất khống.
Chương 6: Sự oxi – hóa khử sinh học – Chu trình Krebs.
Trong q trình biên soạn giáo trình này, chúng tơi đã khảo sát thực tế ở nhiều tài
liệu, bài giảng và thực tế tại một số trường, xí nghiệp trong địa bàn Tỉnh. Ngồi ra cịn
cập nhật những Qui chuẩn Việt Nam trong chế biến, đánh giá thực phẩm. Đối tượng học
là học sinh trung cấp với khả năng nhận thức và tư duy chậm nên cách viết ngắn gọn,
dễ dàng tiếp thu, sử dụng cân xứng giữa lý thuyết và kỹ năng thực hành.
Giáo trình là cơ sở cho các giáo viên soạn bài giảng để giảng dạy, là tài liệu nghiên
cứu và học tập của học sinh học nghề “Chế biến thủy sản”. Tuy nhiên thực tế sản xuất
ln biến động, những quy trình cơng nghệ thì liên tục thay đổi vì vậy khi biên soạn
chúng tơi gặp phải những khó khăn nhất định. Tuy nhiên, tập thể biên soạn cũng đã cố
gắng để biên soạn giáo trình này bám sát chương trình đào tạo.
Chúng tơi xin chân thành cám ơn các Cơ quan, đơn vị và cá nhân đã tạo điều
kiện giúp đỡ chúng tơi hồn thành giáo trình này.
Đồng Tháp, ngày tháng

Chủ biên

1

năm 2017


MỤC LỤC
TRANG
CHƯƠNG 1: PROTEIN ............................................................................... 16
1. Giới thiệu .................................................................................................... 16
1.1. Vai trò sinh học..................................................................................... 17
1.2. Vai trò dinh dưỡng ............................................................................... 17
2. Acid amin và peptide ................................................................................ 19
2.1 Acid amin ............................................................................................... 19
2.2 Peptide .................................................................................................... 24
3. Protein ........................................................................................................ 25
3.1. Hình dạng và cấu trúc của protein ..................................................... 25
3.2. Tính chất của protein ........................................................................... 27
3.3. Sự biến tính của protein ...................................................................... 28
3.4. Các biến đổi của protein trong quá trình chế biến và bảo quản thực
phẩm ............................................................................................................. 29
4. Thực hành: ................................................................................................. 31
CHƯƠNG 2: ENZYME ................................................................................ 35
1. Tổng quan về enzyme................................................................................ 35
1.1. Bản chất của enzyme ............................................................................ 35
1.2. Cấu tạo hoá học của phân tử enzyme ................................................. 36
2. Cơ chế tác dụng của enzyme .................................................................... 36
2.1. Trung tâm hoạt động của enzyme ........................................................ 36
2.2. Cơ chế hoạt động của enzyme ............................................................. 37
3. Các yếu tố ảnh hưởng đến vận tốc phản ứng enzyme ........................... 38
3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ ...................................................................... 38
3.2. Ảnh hưởng của Ph ................................................................................ 39

3.3. Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất ......................................................... 40
3.4. Ảnh hưởng của chất hoạt hoá ............................................................. 41
3.5. Ảnh hưởng của chất kìm hãm ............................................................. 41
4. Cách gọi tên và phân loại.......................................................................... 42
5. Ứng dụng của enzyme trong ngành công nghệ thực phẩm ................... 45
6. Thực hành: Thực hiện được các phản ứng thủy phân của enzyme ..... 48
CHƯƠNG 3: GLUCID VÀ SỰ PHÂN GIẢI GLUCID ............................ 51
1. Giá trị dinh dưỡng và phân loại glucid ................................................... 51
2. Glucid ......................................................................................................... 52
2.1. Đại cương .............................................................................................. 52
2.2. Monosaccharide.................................................................................... 52
2.3. Olygosaccharide ................................................................................... 59
Raffinose ....................................................................................................... 62
2.4. Polysaccharide ...................................................................................... 62
3. Phân giải glucid ......................................................................................... 68
3.1. Sự đường phân ..................................................................................... 68
2


3.2. Sự oxy hóa acid Pyruvic ..................................................................... 69
3.3. Chu trình Pentose phosphate .............................................................. 71
3.4. Chu trình Krebs ................................................................................... 72
4. Thực hành: ................................................................................................. 74
CHƯƠNG 4: LIPID ...................................................................................... 77
1. Vai trò và giá trị dinh dưỡng của lipid .................................................... 77
2. Lipid đơn giản............................................................................................ 79
3. Lipid phức tạp ........................................................................................... 81
4. Sự chuyển hóa lipid (do enzyme) ............................................................. 82
4.1. Sự ơi hóa ................................................................................................ 83
4.2. Sự oxy hóa các chất béo trong cơ thể sinh vật ................................... 84

5. Thực hành: Xác định tính chất đặc trưng của lipid .............................. 85
CHƯƠNG 5: VITAMIN, CHẤT KHOÁNG VÀ CHẤT MÀU ................ 88
1. Đại cương về Vitamin ............................................................................... 88
1.1 Vitamin tan trong nước: B1, B2, B3, B5, B6, B8, B9, B12, C ........... 88
1.2. Vitamin tan trong chất béo: A, D, E, K.............................................. 94
2. Chất khoáng vi lượng và chất khoáng đa lượng .................................... 98
3. Hoá học về chất màu tự nhiên ................................................................ 101
3.1. Clorophyll ........................................................................................... 101
3.2. Carotenoid........................................................................................... 102
3.3. Flavonoid ............................................................................................. 104
4. Thực hành: Xác định được tính chất của vitamin tan trong nước và tan
trong béo....................................................................................................... 106
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................... 109

3


CHƯƠNG TRÌNH MƠN HỌC
Tên mơn học: Hóa sinh học thực phẩm
Mã môn học: TCN203
Thời gian thực hiện môn học: 63 giờ/3 tín chỉ; (Lý thuyết: 27 giờ; Thực hành, thí
nghiệm, thảo luận, bài tập 34 giờ; Kiểm tra 2 giờ).
I. Vị trí, tính chất của mơn học:
- Vị trí: Đây là mơn học cơ sở trong chương trình đào tạo bậc trung cấp Công nghệ Kỹ
thuật chế biến và bảo quản Thủy sản.
- Tính chất: Đây là mơn học trang bị kiến thức hóa sinh về sản phẩm thực phẩm, làm cơ
sở để học sinh tiếp thu tốt các môn học chuyên môn về chế biến, bảo quản và kiểm tra
chất lượng thủy sản.
II. Mục tiêu môn học:
- Về kiến thức:

+ Trình bày được thành phần cấu tạo, tính chất của các thành phần chính trong thực
phẩm.
+ Trình bày q trình chuyển hóa của một số hợp chất hữu cơ cơ bản.
- Về kỹ năng:
+ Thực hành xác định được tính chất của protein, lipid, glucid, enzyme và vitamin trong
thực phẩm.
+ Sử dụng được các dụng cụ, thiết bị máy móc trong phịng thí nghiệm phục vụ cho
mơn học.
+ Thu thập số liệu và giải thích được kết quả đạt sau khi thực hành xong thí nghiệm.
- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
+ Chăm chỉ học tập, cẩn thận, nghiêm túc, tuân thủ đúng nội quy lớp học và phịng thí
nghiệm.
+ Rèn luyện kỹ năng thao tác của người học trong khi tiến hành thực hành.
+ Có kỹ năng giao tiếp, tổ chức và làm việc nhóm.
III. Nội dung môn học:
1. Nội dung tổng quát và phân bổ thời gian:
Thời gian (giờ)
Số TT

Thực hành,
Tổng Lý
thí nghiệm, Kiểm
số thuyết thảo luận, bài tra
tập

Tên chương, mục

4

1

Chương 1: Protein và sự chuyển hóa của
protein trong bảo quản và chế biến thực phẩm.

6

6

0

0

2

Chương 2: Enzyme.

3

3

0

0

3

Chương 3: Glucid và sự phân giải glucid.

6

6

0

0

4

Chương 4: Lipid và sự ôi hóa thực phẩm.

6

6

0

0

5

Chương 5: Vitamin và chất khống.

3

3

0

0

6

Chương 6: Sự oxi – hóa khử sinh học – Chu
trình Krebs.

3

3

0

0

7

Thực hành bài 1: Xác định tính chất của
protein.

8

0

8

0

8

Thực hành bài 2: Xác định tính chất của

Enzyme.

8

0

8

0

9

Thực hành bài 3: Xác định tính chất của
glucid.

8

0

8

0

10 Thực hành bài 4: Xác định tính chất của lipid.

5

0

5

0

Thực hành bài 5: Xác định tính chất của
vitamin.

5

0

5

0

2

0

0

2

63

27

34

2

11

12 Kiểm tra.
Cộng
Thời gian kiểm tra được tính vào giờ thực hành.
2. Nội dung chi tiết:
Phần lý thuyết

Chương 1: Protein và sự chuyển hóa của protein trong bảo quản và chế biến thực
phẩm.
Thời gian: 6 giờ LT
1. Mục tiêu:
+ Trình bày được thành phần cấu tạo của protein trong thực phẩm và những biến đổi của
protein trong chế biến và bảo quản thủy sản.
+ Thực hiện được một số phản ứng màu của protein.
+ Nghiêm túc trong học tập, cẩn thận, tuân thủ đúng nội quy lớp học.
2. Nội dung chương:
1.1. Giới thiệu.

5


1.1.1. Vai trò sinh học.
1.1.2. Vai trò dinh dưỡng.
1.1.3. Vai trị trong cơng nghệ thực phẩm.
1.2. Acid amin.
1.2.1. Thành phần nguyên tố cấu tạo protein.
1.2.2. Acid amin đơn vị cấu tạo cơ sở của protein.
1.3. Peptide.
1.3.1. Cấu tạo và cách gọi tên.

1.3.2. Tính chất cảm quan.
1.3.3. Các peptide có hoạt tính sinh học.
1.4. Protein.
1.4.1. Hình dạng và cấu trúc của protein.
1.4.2. Tính chất của protein.
1.4.3. Sự biến tính của protein.
1.4.4. Các tính chất chức năng của protein.
1.4.4. Các biến đổi của protein trong quá trình chế biến và bảo quản thực phẩm.
Chương 2: Enzyme.

Thời gian: 3 giờ LT

1. Mục tiêu:
+ Trình bày được thành phần cấu tạo và tính chất của enzyme trong thực phẩm.
+ Liệt kê được các nhân tố ảnh hưởng đến hoạt độ của enzyme trong thực phẩm.
+ Biết được một số ứng dụng của enzyme vào trong thực phẩm.
+ Nghiêm túc trong học tập, tuân thủ đúng nội quy lớp học.
2. Nội dung chương:
2.1. Cấu tạo của enzyme.
2.1.1. Bản chất.
2.1.2. Cấu tạo hóa học của enzyme.
2.2. Các đặc tính nổi bật của enzyme.
2.2.1. Đặc điểm chung.
2.2.2. Điểm riêng biệt.
2.3. Cơ chế tác dụng của enzyme.
2.3.1. Trung tâm hoạt động của enzyme.

6

2.3.2. Cơ chế hoạt động của enzyme.
2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng của enzyme và phương pháp xác định
hoạt độ của enzyme.
2.4.1. Ảnh hưởng của nồng độ enzyme, cơ chất.
2.4.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ.
2.4.3. Ảnh hưởng của pH.
2.4.4. Ảnh hưởng của chất kiềm hãm.
2.4.5. Ảnh hưởng của chất hoạt hóa.
2.5. Cách gọi tên và phân loại.
2.5. Ứng dụng của enzyme trong công nghiệp thực phẩm.
Chương 3: Glucid và sự phân giải glucid.

Thời gian: 6 giờ LT

1. Mục tiêu:
+ Nêu được thành phần cấu tạo chính của glucid, phân biệt được các loại glucid và các
q trình chuyển hóa glucid trong cơ thể sinh vật và trong thực phẩm.
+ Viết công thức cấu tạo một số loại glucid.
+ Nghiêm túc trong học tập, cẩn thận, tn thủ đúng nội quy lớp học và phịng thí
nghiệm.
2. Nội dung chương:
3.1. Glucid.
3.1.1. Đại cương.
3.1.2. Monosaccharide.
3.1.3. Olygosaccharide.
3.1.4. Polysaccharide.
3.2. Phân giải glucid.
3.2.1. Sự đường phân.
3.2.2. Sự oxy hóa acid Pyruvic.
3.2.3. Chu trình Pentose phosphate

Chương 4: Lipid và sự ơi hóa thực phẩm.
LT
1. Mục tiêu:
+ Nêu được thành phần cấu tạo và phân biệt được các loại lipid.
+ Trình bày được q trình ơi hóa xảy ra trong thực phẩm.
+ Xác định tính chất đặc trưng của lipid.

7

Thời gian: 6 giờ


+ Sử dụng được các dụng cụ, thiết bị trong phịng thí nghiệm.
+ Nghiêm túc trong học tập, tn thủ đúng nội quy lớp học.
2. Nội dung chương:
4.1. Đại cương.
4.1.1. Khái niệm.
4.1.2. Vai trò.
4.1.3. Phân loại.
4.2. Lipid đơn giản.
4.2.1. Glycerid.
4.2.2. Cerid (sáp).
4.2.3. Sterid.
4.3. Lipid phức tạp.
4.3.1. Phospholipid.
4.3.2. Glycolipid.
4.4. Chuyển hóa của lipid.
4.4.1. Sự ơi hóa.
4.4.2. Sự oxy hóa các chất béo trong cơ thể sinh vật.
Chương 5: Vitamin và chất khống.

LT

Thời gian: 3 giờ

1. Mục tiêu:
+ Trình bày được khái quát về vitamin.
+ Nêu được cách phân loại vitamin. Liệt kê được một số vitamin.
+ Trình bày khái quát về khống đa lượng và vi lượng.
+ Xác định được tính chất của vitamin tan trong nước và tan trong béo.
+ Xác định được tính chất đặc trưng của lipid.
+ Sử dụng được các dụng cụ, thiết bị trong phịng thí nghiệm.
+ Nghiêm túc trong học tập, cẩn thận, nhận thức được tầm quan trọng của vitamin và
khoáng chất.
2. Nội dung chương:
5.1. Đại cương về vitamin.
5.1.1. Khái niệm.
5.1.2. Phân loại.
5.2. Đại cương về chất khoáng.

8


5.2.1. Khái niệm.
5.2.2. Phân loại.
Chương 6: Sự oxi – hóa khử sinh học – Chu trình Krebs.
LT

Thời gian: 3 giờ

1. Mục tiêu:

+ Nêu lên được cơ chế của quá trình khử sinh học.
+ Hiểu được quá trình phân giải đường của q trình đường phân.
+ Tính tốn được năng lượng sinh ra của chu trình Krebs.
+ Nghiêm túc trong học tập, cẩn thận.
2. Nội dung chương:
6.1. Quan niệm hiện đại về cơ chế của q trình oxy hóa khử sinh học.
6.1.1. Các dạng phản ứng oxy hóa khử sinh học.
6.1.2. Enzyme oxi hóa - khử.
6.1.3. Sự phosphoryl hóa – oxy hóa.
6.2. Chu trình Krebs.
Phần thực hành
Thực hành bài 1: Xác định tính chất của protein.
TH

Thời gian: 8 giờ

1. Mục tiêu:
+ Thực hiện được một số phản ứng màu của protein.
+ Định lượng protein bằng phương pháp Bradford.
+ Sử dụng được các dụng cụ, thiết bị trong phịng thí nghiệm.
+ Nghiêm túc trong học tập, cẩn thận, tuân thủ đúng nội quy phịng thí nghiệm.
2. Nội dung:
1.1. Cơ sở lý thuyết.
1.2. Phương tiện thí nghiệm.
1.3. Phương pháp thực hiện.
1.4. Tường trình thí nghiệm.
Thực hành bài 2: Xác định tính chất của enzyme.
TH
1. Mục tiêu:
+ Trích ly đươc một số enzyme phổ biến.

+ Thực hiện được các phản ứng thủy phân của enzyme.

9

Thời gian: 8 giờ


+ Sử dụng được các dụng cụ, thiết bị trong phịng thí nghiệm.
+ Nghiêm túc trong học tập, cẩn thận, tn thủ đúng nội quy phịng thí nghiệm.
2. Nội dung:
2.1. Cơ sở lý thuyết.
2.2. Phương tiện thí nghiệm.
2.3. Phương pháp thực hiện.
2.4. Tường trình thí nghiệm.
Thực hành bài 3: Xác định tính chất của glucid.
TH

Thời gian: 8 giờ

1. Mục tiêu:
+ Thực hiện được một số phản ứng màu của glucid.
+ Định lượng được đường khử bằng phương pháp acid Dinitrosalicylic (DNS).
+ Sử dụng được các dụng cụ, thiết bị trong phịng thí nghiệm.
+ Nghiêm túc trong học tập, cẩn thận, tn thủ đúng nội quy phịng thí nghiệm.
2. Nội dung:
3.1. Cơ sở lý thuyết.
3.2. Phương tiện thí nghiệm.
3.3. Phương pháp thực hiện.
3.4. Tường trình thí nghiệm.
Thực hành bài 4: Xác định tính chất của lipid.

Thời gian: 5 giờ TH

1. Mục tiêu:
+ Xác định tính chất đặc trưng của lipid.
+ Sử dụng được các dụng cụ, thiết bị trong phịng thí nghiệm.
+ Nghiêm túc trong học tập, tuân thủ đúng nội quy phịng thí nghiệm.
2. Nội dung:
4.1. Cơ sở lý thuyết.
4.2. Phương tiện thí nghiệm.
4.3. Phương pháp thực hiện.
4.4. Tường trình thí nghiệm.
Thực hành bài 5: Xác định tính chất của vitamin.

Thời gian: 5 giờ TH

1. Mục tiêu:
+ Xác định được tính chất của vitamin tan trong nước và tan trong béo.

10


+ Sử dụng được các dụng cụ, thiết bị trong phịng thí nghiệm.
+ Nghiêm túc trong học tập, cẩn thận, tn thủ đúng nội quy phịng thí nghiệm.
2. Nội dung:
5.1. Cơ sở lý thuyết.
5.2. Phương tiện thí nghiệm.
5.3. Phương pháp thực hiện.
5.4. Tường trình thí nghiệm.
Kiểm tra:

Thời gian: 2 giờ

IV. Điều kiện thực hiện mơn học:
1. Phịng học chun mơn hóa/nhà xưởng: Bố trí phịng học lý thuyết, phịng thực hành.
2. Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu, bảng, phấn, thiết bị máy móc liên quan đến mơn
học.
3. Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu:
+ Tài liệu hướng dẫn môn học.
+ Các file video liên quan đến môn học.
+ Tài liệu tham khảo liên quan đến môn học.
+ Dụng cụ phịng thí nghiệm.
4. Các điều kiện khác:
V. Nội dung và phương pháp, đánh giá:
1. Nội dung:
- Kiến thức:
Nội dung giảng viên kiểm tra kiến thức sinh viên sau quá trình học như sau:
+ Protein và enzyme.
+ Lipid.
+ Glucid và sự phân giải phân tử đường.
+ Vitamin và khoáng chất.
- Kỹ năng:
+ Thực hiện được các phản ứng đặc trưng của protein, glucid.
+ Tiến hành xác định được tính chất của lipid, vitamin, enzyme theo yêu cầu của môn
học.
+ Sử dụng được các dụng cụ và trang thiết bị máy móc trong q trình thực hành tại
phóng thí nghiệm.
+ Thu thập số liệu và tính tốn được kết quả của phần thực hành.

11

- Năng lực tự chủ và trách nhiệm:
+ Ý thức trách nhiệm trong công việc, cẩn thận.
2. Phương pháp: Kiểm tra đánh giá theo quy định của Bộ LĐTBXH và quy định học vụ
của trường.
VI. Hướng dẫn thực hiện môn học:
1. Phạm vi áp dụng môn học: Sử dụng cho sinh viên trung cấp Công nghệ Kỹ thuật chế
biến và bảo quản Thủy sản, làm tài liệu tham khảo trung cấp nghề Chế biến thực phẩm.
2. Hướng dẫn về phương pháp giảng dạy, học tập môn học:
- Đối với giáo viên, giảng viên:
+ Cung cấp tài liệu môn học, nghiên cứu nội dung mà môn học yêu cầu.
+ Giảng dạy lý thuyết sẽ áp dụng phương pháp diễn giảng đặt câu hỏi kết hợp với một
số thiết bị giảng dạy hiện đại như máy chiếu, thảo luận theo nhóm về một số chủ đề đã
giảng dạy.
+ Giảng dạy thực hành: Giáo viên hướng dẫn những nội dung cần thực hành và các thao
tác thực hành trên các dụng cụ thí nghiệm và thiết bị chế biến sản phẩm. Sau đó người
học học được các thao tác cụ thể trong phòng thí nghiệm hay xưởng thực hành.
- Đối với người học:
+ Tham dự ít nhất 80% thời gian quy định của học lý thuyết trong chương trình mơn
học, 100% thời gian thực hành.
+ Học tập nội dung có trong tài liệu hướng dẫn môn học, các tài liệu tham khảo và sử
dụng vốn kiến thức cũ để học kiến thức mới.
3. Những trọng tâm cần chú ý:
+ Trình bày được khái niệm, cấu tạo và tính chất của protein, enzyme, glucid, lipid,
vitamin và khoáng chất trong thực phẩm.
+ Thực hiện được phản ứng của các chất theo yêu cầu của bài thực hành.
+ Vận hành được các thiết bị trong quá trình thực hành.
+ Nghiệm túc, cẩn thận khi thực hành tại phịng thí nghiệm.
4. Tài liệu tham khảo:

[1] Nguyễn Thị Thu Thủy (2008), Hóa học thực phẩm, Trường đại học Cần Thơ,
khoa NN & SHƯD, Bộ môn Công nghệ thực phẩm .
[2] Bùi Hữu Thuận, Dương Thị Phượng Liên, Bùi Thị Huỳnh Hoa (2004), Sinh hóa
thực phẩm, Trường đại học Cần Thơ, khoa NN & SHƯD, Bộ môn Công nghệ
thực phẩm .
[3] Hồng Kim Anh, Trương Thanh Sơn (2008), Hóa học thực phẩm, Nxb Khoa học
và Kỹ Thuật.
[4] Lê Ngọc Tú (2005), Hóa sinh cơng nghiệp, Nxb Khoa học và Kỹ Thuật Hà Nội.

12


[5] Nguyễn Đức Lượng (2004), Công nghệ enzyme, Nxb Đại học quốc gia TPHCM.
[6] Phan Thị Bích Trâm (2003), Sinh hóa, Trường đại học Cần Thơ, khoa NN &
SHƯD, Bộ mơn Cơng nghệ thực phẩm.

5. Ghi chú và giải thích (nếu có):

13


DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 1.1 Acid amin dạng D và L……………………………………………14
Hình 1.2 Cấu tạo Protein……………………………………..………….….18
Hình 3.1 Các monosaccharide với số phân tử cacbon khác nhau…….…..40
Hình 3.2 Sự oxy hóa acid Pyruvic................................................................56
Hình 3.3 Chu trình Pentose sphate...............................................................57
Hình 3.4 Chu trình Krebs..............................................................................59
Hình 4.1 Cấu tạo Triacyglyceride………………………….………………64

DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 3.1 Độ ngọt của các loại đường...........................................................45
Bảng 4.1 Hàm lượng lipid trong một số thực phẩm…………………….…63

14


GIÁO TRÌNH MƠN HỌC/MƠ ĐUN
Tên mơn học/mơ đun: Hóa sinh thực phẩm
Mã mơn học/mơ đun: MH08
Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trị của mơn học/mơ đun:
- Vị trí: là mơn học kiến thức cơ sở chun mơn;
- Tính chất: Là môn học kỹ thuật cơ sở trong chương trình bắt buộc, học lý thuyết
kết hợp với thực hành trên phịng thí nghiệm.
Mục tiêu của mơn học/mơ đun:
Sau khi học xong mơn học này người học có khả năng:
* Về kiến thức:
- Cung cấp cho người học ngành chế biến thực phẩm những kiến thức cơ bản về
sự biến đổi của một số hợp chất có trong thực phẩm: Protein, glucid, lipid... và
các phản ứng hoá học xảy ra trong thực phẩm;
- Trình bày được khả năng chuyển hố chúng trong cơ thể sống và trong chế biến
thực phẩm.
* Về kỹ năng:
- Thực hiện được một số phản ứng màu của protein, glucid.....
- Xác định tính chất đặc trưng của lipid, vitamin tan trong nước và tan trong béo.
* Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: rèn luyện tính tích cực, cẩn thận, tực giác
trong cơng việc; chấp hành nội quy an tồn lao động, vệ sinh cơng nghiệp.
Nội dung của môn học/mô đun:

15


CHƯƠNG 1: PROTEIN
Mã Chương: MH08-01
Giới thiệu:
Mục tiêu:
- Biết được cấu tạo, tính chất của Protein;
- Trình bày được vai trị sinh học và giá trị dinh dưỡng của Protein;
- Sự biến đổi của protein trong chế biến thực phẩm.
Nội dung chính:
1. Giới thiệu
Protein là phân tử sinh học rất lớn, có mặt nhiều nhất trong tế bào sống. Protein
tham gia vào rất nhiều các phản ứng sinh hóa khác nhau và tồn tại ở các dạng
phân tử khác nhau.
Protein được kết hợp bởi các acid amin. Các acid amin nối với nhau bởi liên
kết peptid. Acid amin, peptid và protein là những thành phần quan trọng của thực
phẩm cung cấp các tiền chất cần thiết cho quá trình sinh tổng hợp protein trong
cơ thể. Ngồi ra, chúng cịn trực tiếp tham gia vào việc tạo nên hương vị của thực
phẩm hay tham gia vào các phản ứng nhiệt và enzyme để tạo nên các chất màu,
chất mùi trong quá trình bảo quản và chế biến. Protein cũng đóng vai trị quan
trọng trong việc tạo nên các tính chất vật lý của thực phẩm qua khả năng tạo và
ổn định các hệ gel, bọt, nhũ tương và cấu trúc sợi.
Protein được cung cấp từ thực và động vật, ngoài ra, nguồn cung cấp protein
còn bao gồm tảo (Chlorella, Scenedesmus, Spirulina...), nấm men và vi khuẩn
(protein đơn bào SCP – single cell protein). Do nấm men và vi khuẩn thường chứa
lượng lớn acid nucleic (6-17% so với trọng lượng khô) nên cần quá trình thu nhận,
tinh sạch protein.
Protein là hợp chất phổ biến trong các nguyên liệu và sản phẩm thực phẩm.

Trong thực phẩm, protein có thể ở trạng thái dịch thể hoặc ở trạng thái rắn, có thể
ở dạng gần như thuần nhất trong một số sản phẩm này nhưng lại ở dạng hổn hợp
với các hợp phần khác trong một số thành phẩm khác. Có thực phẩm protein là
hợp phần chính có sẵn trong ngun liệu, có thực phẩm protein được thêm vào ở
dạng chất phụ gia.
Protein sẵn có hoặc được đưa vào sản phẩm thực phẩm chủ yếu là để tạo
cho thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao. Ngồi ra, protein cịn có vai trị cực kỳ
quan trọng trong công nghệ sản xuất thực phẩm: là chất tạo hình và tạo kết cấu
đặc trưng cho nhiều loại sản phẩm thực phẩm.
16


Do tương tác với nước và dưới tác dụng của nhiệt mà protein có thể thay
đổi tính chất, trạng thái để tạo hình, tạo dáng và tạo kết cấu cấu cho sản phẩm thực
phẩm. Trong những điều kiện công nghệ nhất định, protein có thể tương tác với
nhau, tương tác với nước, với glucid, lipid để tạo ra độ đặc, độ dẻo, độ trong, tạo
bọt, tạo độ xốp cho các sản phẩm thực phẩm.
1.1. Vai trị sinh học
Protein đóng vai trị then chốt trong hầu hết các q trình sinh học, chúng
đảm nhận nhiều chức năng quan trọng trong cơ thể
- Xúc tác: Hầu như tất cả các phản ứng sinh hóa xảy ra trong cơ thể đều có
chất xúc tác là enzyme. Enzyme là chất xúc tác sinh học có bản chất là protein.
- Ni dưỡng (dự trữ): các protein dự trữ là nguồn nguyên liệu để nuôi
dưỡng cơ thể. Protein trứng và sữa (casein) cũng có vai trị nuôi dưỡng.
- Vận chuyển: Hemoglobin vận chuyển oxy, albumin huyết tương vận
chuyển lipid...
- Bảo vệ: nhiều protein bảo vệ cho tế bào và mô chống lại sự xâm nhập của
chất lạ hoặc các tác nhân có hại. Các globulin miễn dịch hoặc các kháng thể là
những protein đặc hiệu được tổng hợp từ các tế bào lympho ở cơ thể động vật có
vai trị nhận biết, kết tủa hoặc trung hòa những vi khuẩn và các protein lạ xâm

nhập vào cơ thể. Interferon là protein chống lại sự nhiễm khuẩn và nhiễm virus.
Fibrinogen và thrombin là những protein của máu có tác dụng làm đơng máu khi
thành mạch bị tổn thương.
- Vận động: Myosin, actin, actomyosin là những protein chính của sợi tơ
cơ. Hoạt động của chúng tạo nên co và duỗi cơ.
- Cấu trúc: các protein cấu trúc quan trọng như collagen trong tổ chức liên
kết, keratin trong tóc, da; elastin trong thành mạch.
- Điều hòa: một số hormone có bản chất protein, là chất có vai trị điều hịa
quan trọng các chuyển hóa trong cơ thể như glucagon, adrenaline tham gia điều
hòa đường máu.
1.2. Vai trò dinh dưỡng
Thuật ngữ protein có xuất xứ từ tiếng Hy Lạp “protos” nghĩa là trước nhất,
quan trọng nhất. Protein là thành phần cơ bản của vật chất sống, nó tham gia vào
thành phần của mỗi một tế bào và là yếu tố tạo hình chính. Q trình sống là sự
thối hóa và tân tạo thường xuyên của protein.
*Protein là thành phần nguyên sinh chất tế bào
Ở nguyên sinh chất tế bào không ngừng xảy ra q trình thối hố protein cùng
với sự tổng hợp protein từ thức ăn. Protein cũng là thành phần quan trọng của
17


nhân tế bào và các chất giữa tế bào. Một số protein đặc hiệu có vai trị quan trọng
do sự tham gia của chúng vào hoạt động các men, nội tố, kháng thể và các hợp
chất khác. Ví dụ globin tham gia vào thành phần huyết sắc tố, miosin và actin đảm
bảo quá trình co cơ, -globulin tham gia vào sự tạo thành rodopsin của võng mạc
mắt, chất này giúp cho quá trình cảm thụ ánh sáng được bình thường.
*Protein cần thiết cho sự chuyển hố bình thường của các chất dinh
dưỡng khác
Mọi q trình chuyển hố của glucid, lipid, acid nucleic, vitamin và chất
khống đều cần có sự xúc tác của các enzyme mà bản chất hoá học của enzyme

là protein. Các q trình chuyển hố của các chất dù là phân giải hay tổng hợp
đều cần một nguồn năng lượng lớn, một phần năng lượng đáng kể do protein cung
cấp.
*Protein tham gia vào cân bằng năng lượng của cơ thể
Protein là nguồn năng lượng quan trọng cho cơ thể, cung cấp khoảng 10 15% năng lượng của khẩu phần. Các acid amin không tham gia vào tổng hợp
protein hoặc được phân giải từ protein, từ các đoạn peptid nhờ enzyme carboxy
peptidase hay amino peptidase của ruột non sẽ bị khử amin hoá bằng cách oxy
hoá, kết quả tạo thành nhóm –NH2 và α-cetoacid.
Nhóm amin phần lớn đựơc tạo thành urê qua chu trình ormithin, cịn một
phần tồn tại dưới dạng amoniac. Các α-cetoacid tiếp tục bị biến đổi theo đường
hướng β oxy hoá để tạo thành acetyl CoA và năng lượng, acetyl CoA lại tiếp tục
đi vào chu trình Krebs để tạo ra CO2, H2O, năng lượng và các sản phẩm trung
gian. Như vậy các acid amin biến đổi theo đường hướng khử amin hoá sẽ cho
nguồn năng lượng lớn. Các acid amin cũng có thể bị khử carboxyl hoá để tạo
thành các amin hay diamin. Các amin này lại bị oxy hoá tiếp tục để tạo thành NH3,
H2O, aldehyde tương ứng, đồng thời giải phóng nguồn năng lượng đáng kể. Như
vậy khi thiếu glucid, lipid thì một phần protein thừa có thể chuyển hố thành
glucid hay acid béo để tham gia vào quá trình đốt cháy và cung cấp năng lượng.
Khi đốt cháy trong cơ thể, 1 g protein cho 4 Kcal.
*Protein điều hồ chuyển hố nước và cân bằng kiềm toan trong cơ thể
Protein đóng vai trò như chất đệm, giữ cho pH máu ổn định do khả năng liên kết
với H+ và OH-. Các hoạt động của cơ thể rất nhạy cảm với sự thay đổi pH máu, vì
vậy vai trị duy trì cân bằng pH là rất quan trọng. Protein có nhiệm vụ kéo nước
từ trong tế bào vào mạch máu, khi lượng protein trong máu thấp, dưới áp lực co
bóp của tim, nước bị đẩy vào khoảng gian bào gây hiện tượng phù nề.
*Protein bảo vệ và giải độc cho cơ thể
Cơ thể con người chống lại sự nhiễm trùng nhờ hệ thống miễn dịch. Hệ
thống miễn dịch sản xuất ra kháng thể có bản chất là các protein bảo vệ. Mỗi
kháng thể gắn với một phần đặc hiệu của vi khuẩn hoặc yếu tố lạ nhằm tiêu diệt
18

hoặc trung hồ chúng. Cơ thể có hệ thống miễn dịch tốt khi được cung cấp đầy đủ
acid amin cần thiết để tổng hợp nên kháng thể. Cơ thể luôn bị đe doạ bởi các chất
độc được hấp thụ từ thực phẩm qua hệ thống tiêu hoá hoặc trực tiếp từ môi trường,
các chất độc này sẽ được gan giải độc. Khi quá trình tổng hợp protein bị suy giảm
do thiếu dinh dưỡng thì khả năng giải độc của cơ thể giảm.
*Protein là chất kích thích ngon miệng
Do chức năng này mà protein giữ vai trò quan trọng trong việc tiếp nhận
các chế độ ăn khác nhau. Trong cơ thể người protein là chất có nhiều nhất sau
nước. Gần 1/2 trọng lượng khô của người trưởng thành là protein và phân phối
như sau: 1/3 ở cơ, 1/5 có ở xương và sụn, 1/10 ở da, phần còn lại ở các tổ chức và
dịch thể khác, trừ mật và nước tiểu bình thường khơng chứa protein. Protein cần
thiết cho chuyển hóa bình thường các chất dinh dưỡng khác, đặc biệt là các
vitamin và chất khống. Khi thiếu protein, nhiều vitamin khơng phát huy đầy đủ
chức năng của chúng mặc dù không thiếu về số lượng.
2. Acid amin và peptide
2.1 Acid amin
Acid amin là đơn vị cơ bản cấu tạo nên protein. Các acid amin thường
được gọi tên theo nguồn gốc phát hiện ra chúng. Acid amin đầu tiên được phát
hiện ở cây măng tây (asparagus) vào năm 1806 và được gọi là asparagin. Acid
amin cuối cùng trong số 20 acid amin tham gia vào thành phần cấu tạo protein là
threonin được phát hiện năm 1938.
* Cấu tạo Acid amin
Acid amin đuợc coi là các dẫn xuất amino của acid carboxylic, trong đó có
một nguyên tử hydro tại Cα được thay thế bằng một nhóm amino.
COOH

H2N C H
R

R được gọi là mạch bên, các acid amin khác nhau sẽ khác nhau ở cấu tạo
mạch bên R.
Các acid amin thường gặp
Khi thủy phân hoàn toàn phân tử protein, ta thu được các acid amin ở dạng
đồng phân L, có khoảng 20 acid amin thường gặp trong thành phần protein.
* Acid amin không phân cực, kỵ nước:

19


COOH
H2N - C - H

COOH

COOH

H2N - C - H

H

H2N - C - H

CH3

COOH
H2N - C - H

CH

H3C

CH2
CH

CH3
H3C

Glycine
(Gly, G)
COOH
H 2N - C - H

Alanine
(Ala, A)

Valine
(Val, V)

COOH

COOH

H 2N - C - H

H - C - CH 3

CH2

CH2

CH2

CH3

S

HN

CH

H 2C

CH 2

Leucine
(Leu, L)
COOH
H 2N - C - H
CH2
C

CH 2

CH3

CH
NH

CH3

Isoloeucine
(Ile, I)

Methionine
(Met, M)

Proline
(Pro, P)

Tryptophan
(Trp, W)

COOH
H 2N C H
CH2

Phenylalanine
(Phe, F)

* Acid amin phân cực nhưng khơng tích điện:
COOH
H2N - C - H
CH2OH

COOH
H2N - C - H

COOH
H2N -C - H

H - C - OH

CH2

CH3

COOH
H2N - C - H
CH2
SH

OH
Serine
(Ser, S)

Threonine
(Thr, T)

Tyrosine
(Tyr, Y)

20

Cysteine
(Cys, C)


COOH
H 2N - C - H

H 2N

COOH
H 2N - C - H

CH2

CH2

C

CH2
O

C
H 2N

Asparagine
(Asn, N)

O

Glutamin
(Gln, Q)

* Các acid amin có tính acid:
COOH
H2N - C - H

COOH

H2N - C - H

CH2

CH2

COOH

CH2
COOH

Aspartic acid
(Asp, D)

Glutamic acid
(Glu, E)

* Các acid amin có tính kiềm:
COOH
H 2N - C - H

COOH
H 2N - C - H

COOH
H 2N - C - H

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2

C

CH2

CH2

NH

CH2

C = NH

NH2

NH
CH

HC

N

NH2
Arginine

(Arg, R)

Lysine
(Lys, K)

Histidine
(His, H)

*Đồng phân acid amin:
Có 2 dạng: đồng phân cấu tạo và đồng phân lập thể (đồng phân quang học).
21


* Đồng phân cấu tạo: Do sự sắp xếp trình tự các nguyên tử carbon trong
phân tử acid amin.
COOH

COOH

H2N CH

H2N CH

HC CH3

CH2

CH2

HC CH3

CH3

CH3

Leucine

Isoleucine

* Đồng phân lập thể: Tồn tại hai dạng đồng phân đối quang D và L (hình
bên dưới).
Đa số các acid amin (trừ glycin) có ít nhất một carbon phi đối xứng trong
phân tử nên nó có tính hoạt quang.

Hình 1.1 Acid amin dạng D và L
( />Acid amin dạng D khơng tiêu hóa trong cơ thể người. Hiện tượng quay quang
học và góc quay của acid amin trong dung dịch phụ thuộc pH, nhiệt độ. Acid amin
dạng D có thể được tạo ra trong q trình tổng hợp hóa học, hoặc trong các q
trình chế biến thực phẩm.
*Tính chất vật lý của acid amin
- Các acid amin tự nhiên có thể kết tinh thành tinh thể rắn, màu trắng, bền
ở nhiệt độ thường.
- Đa số các acid amin đều tan trong nước, độ tan giảm dần theo chiều dài
mạch carbon.
- Ở dạng muối natri và muối clorua, các acid amin tan tốt hơn so với dạng
acid amin tự do.
- Các acid amin hấp thu ánh sáng ở vùng cực tím, bước sóng từ 240 nm
trở lên.
22

* Các phản ứng đặc trưng quan trọng của acid amin
+ Phản ứng của nhóm – COOH:
- Phản ứng với rượu tạo ester
H
H2N C

COOH

H
H2N C

R'- OH

R

H2O

COOR'

R

- Phản ứng khử carboxyl thành alcool bậc nhất
H
C

R

LiBH4

COOH

H
C

R

NH2

CH2OH

NH2

- Phản ứng tạo peptide
H
H
C COOH

NH2

H
NH2 C

R1

NH2

COOH

R2

H
C

C

R1

O

N

H
C COOH
R2

Liãn kãú
peptide
Liên
kết tpeptide

- Phản ứng với kim loại
O
C OH
R1 C H

HO

O

O

C

C

H C

Cu2+

H2N

R2

OH-

NH2

R1 C H
H2N

O
O

O
Cu

C
H C R2
NH2

Phức hợp của các acid amin với đồng được dùng để che nhóm -amin
khi tiến hành một số phản ứng và dùng trong định lượng acid amin bằng phương
pháp so màu.
- Phản ứng tạo amide
COOH
NH2

C H

NH3

H2O

Glutamin synthetase

COOH
NH2

C H

CH2

CH2

CH2

CH2
CONH2

COOH

Glutamic acid

Glutamin

23