Bài dịch

3.3. Phân tích DSC
DSC được dùng rộng rãi để khảo sát các tính chất nhiệt động học của các protein biến tính ở
trong dung dịch hoặc ở trong trạng thái rắn. (Sessa, 1993)
Các thí nghiệm về nhiệt của protein đậu nành bằng DSC cho thấy những biến đổi về nhiệt
diễn ra quanh 70OC và 90OC cho các globulin 7S và 11S (German, Damodaran, & Kinsella,
1982). DSC cũng có thể được dùng để theo dõi múc độ biến tính bằng áp suất cao do protein bị
biến tính hồn tồn sẽ khơng có những peak thu nhiệt trong q trình qt.

Hình 4 cho thấy các đường cong DSC của protein sữa đậu nành sau khi xử lý dưới những điều
kiện áp suất khác nhau. Mẫu số 1 cho 3 peak thu nhiệt, peak A đến C, với các nhiệt độ tương ứng
là 58oC và 71oC, và 92oC, trong đó peak B và C là 2 peak rõ nhất. Protein đậu nành trong sữa đậu
nành gồm có các tiểu phần 2S, 7S, và 11S với hàm lượng tương ứng 8-22g/100g; 35g/100g; và
31-52g/100g (Yamauchi et al., 1991; Utsumi, Gidamis, Kanamori, Kang, & Kito, 1993). Giả
thiết cho rằng 2 peak B và C là của globulin 7S và 11S. Peak A có thể là của Globulin 2S. Những
peak thấy rõ có thể qui cho các phản ứng thu nhiệt như phá vỡ liên kết hydro hoặc hình thành các
tương tác kị nước trong quá trình quét DSC (Molina et al., 2002)
Tất các các peak rõ sẽ nhỏ hơn nếu áp suất tăng lên. Peak A và B đã biến mất khi tăng áp suất
từ 200 lên 300 MPa, cho đến khi tăng lên trên 400 MPa thì các peak này hồn tồn biến mất. Các
peak bị biến mất đồng nghĩa với việc protein trong sữa đậu nành đã bị biến tính hồn tồn dưới
áp suất cao.
Phần protein 7S bị biến tính sau khi xử lý ở 300 MPa; điều này tưng ứng với tính chất kỵ
nước vốn đã ngăn cản sự tăng trưởng đáng kể sau khi xử lý ở 300 MPa. Phần protein 7S khá là
nhạy cảm với nhiệt và áp suất. Điều này khá phù hợp với cấu trúc tripeptide khơng có liên kết


disulfide mà chính những liên kết này lại có ảnh hưởng đến các tương tác kị nước (Yamauchi et
al., 1991) và do đó sẽ rất nhạy cảm với áp suất. Sự biến tính của phần 11S được thể hiện thơng
qua sự biến mất của peak C xảy ra ở khoảng áp suất 400MPa. Cơ chế của sự biến tính có thể do
đứt các liên kết disulfide. Nguyên nhân là Globulin 11S có 12 tiểu phần nhỏ được liên kết bởi
các cầu nối disulfide, có thể là do các liên kết này bị giảm xuống nếu áp suất tăng lên quá cao,
trong trường hợp này là trên 400 MPa, dẫn đến sự biến tính. Kajiyam et al. (1995) cho rằng việc

tạo thành các sulfhydryl tự do là do giảm lượng các liên kết disulfide sau khi xử lý protein đậu
nành dưới áp suất cao. Có thể kết luận rằng các phần protein khác nhau trong sữa đậu nành có
những mức độ biến tính do áp suất khác nhau. Các Globulin 7S và 11S bị biến tính trong khoảng
300 và 400 MPa.
3.4 Phân tích điện di:
Native PAGE (polyacrylamide gel electrophoresis) được dùng mà không cần thêm thuốc thử
SDS (Sodium dodecyl sulfate) hay các chất khử khác. Các mẫu không được gia nhiệt trước khi
làm thí nghiệm. Khác với SDS PAGE, các vạch của 7S và 11S không thể phân biệt trong bảng
native PAGE được. Điện di dưới những điều kiện này có thể cho biết điện tích tương đối của các
phân tử với cùng kích thước và hình dạng hoặc cho biết kích thước tương đối của các phân tử với
cùng điện tích. Do đó, bảng native PAGE có thể phát hiện áp suất ảnh hưởng đến điện tích của
các tiểu phần protein đậu nành mà không cần cho SDS, các chất khử hay xử lý nhiệt thêm. Hình
5 mơ tả bảng native PAGE của các protein đậu nành sau khi xử lý với áp suất.

Bảng điện di cho thấy các sự thay đổi của các vạch khá rõ ràn. Các vạch gần ở vùng giữa ( số
5, 6) biến mất sau khi xử lý ở 300 MPa. Trong khi đó, vạch 2 và 3 thì biến mất,cịn vạch số 6 thì
xuất hiện khi xử lý ở 400 MPa và 500 MPa. Những kết quả này nói lên rằng protein đậu nành đã
bị biến tính và phân tách ra thành nhiều tiểu phần bởi áp suất cao, một số tiểu phần đó có thể tập
hợp lại và tạo thành các chất khơng tan. Những kết quả này cũng cho kết quả khá phù hợp vs các
phân tích tính kị nước và phân tích DSC.
3.5 Áp suất cao tạo cấu trúc gel cho đậu hũ.


Những quá trình làm đậu hũ thường thấy là làm biến tính protein đậu nành bằng nhiệt, sau đó
đơng tụ protein bằng những chất đông tụ và nhiệt độ (Yamauchi et al., 1991). Tuy nhiên, phương
pháp tạo gel bằng áp suất cao rất khác so với phương pháp dùng nhiệt, do bản chất nhiệt sẽ ảnh
hưởng đến các liên kết hydro trong khung mạng gel. Trong khi đó, áp suất lại ảnh hưởng nhiều
đến việc phá vỡ các tương tác tĩnh điện và tương tác kị nước.
Khả năng tạo gel bởi áp suất cao được phát hiện lần đầu bởi Bridgman (1914). Ơng đã làm
đơng tụ lịng trắng trứng ở 600 MPa mà không cung cấp thêm nhiệt độ. Những nghiên cứu sau

này cũng cho thấy áp suất tối thiểu để protein đậu nành tạo gel là 300 MPa và giữ trong 10 – 30
phút (Matsumoto & Hayashi, 1990; Okamoto, Kawamura, & Hayashi, 1990). Tuy nhiên, hầu hết
các nghiên cứu này đều tập trung vào việc tạo gel cho các protein tinh khiết với nồng độ cao
bằng áp suất cao còn khung gel được tạo từ protein nồng độ thấp kết hợp với các chất đông tụ
dưới áp suất cao ít được nghiên cứu.
Hình 6 minh họa độ chắc của gel đậu hũ được tạo bằng áp suất cao có thêm chất đông tụ
CaCl2. Sữa đậu nành không thể tạo gel dưới áp suất 300 MPa mà phải trên 400MPa thì gel mới
được hình thành, nhưng những gel này cũng khơng được chắc. Áp suất càng cao thì gel tạo thành
sẽ càng chắc.

Saio (1981) nhận thấy cấu trúc vi mô của đậu hũ tạo thành do nhiệt sẽ giống như tổ ong với
những liên kết ngang như trong hình 7.


Mạng gel đậu hũ có thể được tạo thành bởi sự biến tính của protein đậu nành bằng áp suất cao
là chính; sự đơng tụ sẽ được điều khiển bởi các cations. Vùng kị nước của các phân tử protein
ban đầu được giải phóng ra bên ngồi bởi áp suất cao. Khi protein đậu nành bị biến tính tích điện
âm (Kahyama & Nishinari, 1995), các protons được tạo thành bởi ion Calci trung hịa điện tích
của protein. Do đó, các tương tác kị nước của các protein trung hòa điện hoặc một số tương tác
khác như oxi hóa sulfhydryl (Apichartsrangkoon, 2003) tăng lên vượt trội và tạo ra các liên kết
ngang trong mạng lưới gel của khối đông. Prestémo, Lesmes, Otero, và Arroyo (2000) phát hiện
rằng đậu hũ xử lý áp suất cao sẽ giảm lượng vi sinh vật, làm cho sản phẩm an toàn hơn đối với
người sử dụng. Áp suất cao làm vô hoạt vi sinh vật. Nghiên cứu này cho thấy tiềm năng của xu
hướng mới để sản xuất đậu hũ từ sữa đậu nành.
4. Kết luận:
Nghiên cứu đã phát hiện rằng áo suất cao có thể tăng độ nhớt của sữa đậu nành. Có sự chuyển
pha từ lỏng sang rắn của sữa đậu nành sau khi xử lý áp suất cao ở 500 MPa trong 30 phút. Giảm
bước sóng (blue shifts) của cường độ đèn fluorescence cùng với việc tăng áp suất có thể quan sát
trong quang phổ của fluorescence. Phân tích độ nhớt, quang phổ và DSC cho thấy áp suất cao có
thể làm biến tính hồn tồn protein đậu nành và đưa các vùng kị nước lộ ra ngồi. Sự biến tính

của globulin 7S và 11S xảy ra ở 300 và 400 MPa. Các vạch trên bảng điện di PAGE cũng cho
thấy áp suất cao ảnh hưởng đến điện tích của protein đậu nành. Những điều trên cho thấy rằng áp
suất cao sẽ tách protein đậu nành thành các tiểu phần nhỏ và đó chính là những nhân tố để tạo
nên khối đơng tụ và không tan trong nước. Áp suất cao cùng với chất tạo đặc cũng tạo nên cấu
trúc gel của đậu hũ, những loại gel này có độ chắc và có một mạng lưới các liên kết ngang với
nhau.