ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG PROTEIN TRONG SỮA - TIỂU LUẬN HÓA SINH THỰC PHẨM

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
ViỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM
MÔN: HÓA SINH THỰC PHẨM
ĐỀ TÀI:
HỆ THỐNG PROTEIN TRONG SỮA
GVHD: THS: NGUYỄN THỊ MAI HƯƠNG
NHÓM SV THỰC HIỆN: 7
DANH SÁCH NHÓM THỰC HIỆN

1.TRỊNHTHỊHƯƠNG 10329711
2.LÊTHỊHỒNGLOAN 10328251
3.LÊTHỊTHANHNGÂN 10309291
4.NGUYỄNTHỊTHÚYPHƯỢNG 10316961
5.NGUYỄNNGỌCPHƯƠNGTHƯ 103220301
PROTEIN
Vaitròcủaprotein
Là nền tảng cấu trúc và chức năng của cơ thể sinh vật.

Xúc tác

Vận tải

Chuyển động

Bảo vệ

Truyền xung thần kinh

Điều hòa

Kiến tạo, chống đỡ sinh học


Dự trữ dinh dưỡng
CẤUTẠO
Protein được kết hợp bởi 20 amino acid khác nhau bằng liên
kết peptid. Có 4 mức cấu trúc của protein:

Bậc 1: thành phần và trình tự sắp xếp các gốc acid amin
trong 1 chuỗi polypeptid

Bậc 2: là sự sắp xếp thích hợp trong không gian của 1
chuỗi polypeptid .

Bậc 3: là cấu trúc bậc 2 liên kết với nhau nhờ các cầu
disulfide và liên kết Van der van của gốc không cực.

Bậc 4: do 2 hay nhiều cấu trúc bậc 3 kết hợp: nhờ liên kết
hydro, liên kết Van der van và liên kết tĩnh điện.
Proteintrongthựcphẩm

Tạo gel

Tạo bột nhào

Tạo màng

Nhũ hóa

Tạo bọt

Cố định màu, mùi

Nhờ những tính chất trên, protein có khả năng tạo cấu trúc,
hình khối, trạng thái và chất lượng cho các sản phẩm thực
phẩm.
Protein trong sữa

Whey protein: chiếm gần 20% trong sữa. Bao gồm:
-
α-lactalbumin
-
β-lactoglobulin
-
albumin huyết thanh
-
Immunoglobulins
-
Protein hỗn tạp và polypeptide
 Casein
Casein có mặt trong tất cả các sữa động vật, bao gồm cả sữa
người

Phân tử casein có chứa các nhóm phosphate và các nhóm
kỵ nước tạo nên các phân tử polymer rất đặc biệt và bền.
Các phân tử này hình thành nên dung dịch keo và màu
trắng của sữa. Đó là micelle casein.

Casein và các nhóm carbonhydrate được sử dụng trong
công đoạn đầu tiên của quá trình sản xuất phomat.
 Protein thiểu số

Protein màng: hình thành nên lớp bảo vệ xung quanh các

giọt chất béo nhằm ổn định thể sữa của các giọt chất béo
trong sữa.

Enzym trong sữa: Một số enzym của sữa được sử dụng
nhằm mục đích kiểm nghiệm và kiểm soát chất lượng.
-
Lactoperoxidase
-
Phosphatase
-
Lipase
TÍNH CHẤT CHỨC NĂNG CỦA PROTEIN
TRONG CHẾ BIẾN CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA :
Tính chất chức năng của protein thực phẩm có thể phân thành ba nhóm
chính:
 Các tính chất do tương tác giữa protein và nước: khả năng hòa tan và
tạo nhớt
+ Khả năng hòa tan:
Độ hòa tan của protein tăng khi nhiệt độ tăng từ 0 – 40, 50
0
C.
Ở nhiệt độ cao hơn 40 - 50
0
C, chuyển động nhiệt của các phân tử
protein đủ lớn để phá hủy các liên kết vốn làm bền cấu trúc bậc hai và
bậc ba do đó protein bị tập hợp lại.
Độ hòa tan của đa số protein bị giảm một cách mạnh mẽ và không
thuận nghịch trong quá trình đun nóng.
Độ hòa tan ban đầu cao cũng làm cho sự khuyết tán của protein đến bề
mặt liên pha không khí/ nước và dầu / nước được dễ dàng do đó làm cho

hoạt động bề mặt của protein tốt hơn.
TÍNH CHẤT CHỨC NĂNG CỦA PROTEIN THỰC PHẨM
+ Khả năng tạo độ nhớt của protein:
Các protein hình cầu tan trong nước, thường có một độ nhớt
nhất định để tạo ra được cảm vị đặc trưng cho sản phẩm.
Dung dịch cao phân tử hoặc gel là những hệ sonvat hóa rất
mạnh nên độ nhớt của chúng lớn hơn của dung dịch khác rất
nhiều.

Yếu tố ảnh hưởng đến độ nhớt của chất lỏng protein:
+ Đường kính bên trong của phân tử protein ( hoặc các tiểu phần)
bị phân tán.
+ Nồng độ protein.
+ pH, nhiệt độ, lực ion…
TÍNH CHẤT CHỨC NĂNG CỦA PROTEIN THỰC PHẨM
 Tính chất do tương tác giữa protein và protein: tạo gel,
đông tụ ( được tìm hiểu ở phần phô mai)
+ Tính chất tạo gel của protein sữa:
Khả năng đông tụ của các mixen casein được khởi đầu
bằng tác dụng proteolitic của chimozin trên casein - K nhưng
nhất thiết phải có ion canxi và có một nhiệt độ cao hơn 15
0
C
Axit hóa sữa ở pH đẳng điện của casein cũng làm cho sữa
đông tụ. Khi pH > 6 các mixen casein và các casenat rất bền
với nhiệt. Chỉ sau khi cô đặc tính bền nhiệt này mới bị giãm
xuống.
Các protein lactoserum trong dung dịch khi có nồng độ trên
5% sẽ tạo gel tốt ở nhiệt độ 70 – 85
0

C.

TÍNH CHẤT CHỨC NĂNG CỦA PROTEIN THỰC PHẨM
 Các tính chất bề mặt: khả năng nhũ hóa, khả năng tạo
bọt…
+ Khả năng nhũ hóa:

Các protein trong sữa là những chất làm bền nhũ tương dầu/
nước

Khi đồng hóa độ bền của nhũ tương tăng lên do làm giảm
kích thước của cầu béo và cũng do các siêu mixen casein được
tân tạo ra sẽ thay chỗ các imunoglobulin ( protein hòa tan ) và
được hấp thụ vào trên các cầu béo.

Các casenat là những chất nhũ hóa tốt nhất vì chúng có độ hòa
tan cao, có cấu trúc phân ly, có độ giãn mạch tự nhiên và có sự
tách biệt các vùng rất háo nước và rất ưu béo của chuỗi peptit.

Các mixen casein cũng có những tính chất nhũ hóa tốt.
TÍNH CHẤT CHỨC NĂNG CỦA PROTEIN THỰC PHẨM
Các yếu tố ảnh hưởng đến sự nhũ hóa:

Mối tương quan thuận giữa độ hòa tan của protein và
khả năng nhũ

pH

Nhiệt độ.


Chất hoạt động bề mặt.

Tốc độ khuyết tán của một số protein trong sữa.
TÍNH CHẤT CHỨC NĂNG CỦA PROTEIN THỰC PHẨM
 Tính chất tạo bọt đặc trưng của protein trong sữa:

Các protein hình cầu có khối lượng phân tử cao và khó bị giãn
mạch ở bề mặt sẽ tạo ra được những màng hấp thụ dày do đó
làm cho bọt rất bền.

Các protein trong sữa có khả năng tạo bọt tốt như: protein của
lactoserum, các mixen casein, casein β…
 Casein β có cấu trúc ít trật tự nên làm giảm nhanh sức căng
bề mặt liên pha và làm cho bọt hình hình dễ dàng nhanh
chóng.
 Casein K tự giãn mạch một cách chậm chạp trong khi tạo
bọt (do có cầu disulfua giữa các phân tử) và tự trải ra ở bề mặt
liên pha kém hơn casein β. Sự hình thành bọt chậm nhưng
màng mỏng protein hấp thụ lại dày và bền do đó bọt thu được
khá bền.
TÍNH CHẤT CHỨC NĂNG CỦA PROTEIN THỰC
PHẨM
 Cố định các chất thơm và giữ mùi cho sữa:
Trong môi trường nhiều nước hoặc các dung dịch thì khả năng
cố định các hợp chất bay hơi của các gốc axit amin có cực
hoặc không cực thường bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố:
 Casein cố định các hợp chất cacbonyl, các rượu hoặc các
este ở pH trung tính hoặc kiềm tốt hơn ở pH axit.
 Khi biến tính protein bởi nhiệt sẽ làm tăng sự cố định các
hợp chất bay hơi.

 Khi có mặt các lipit sẽ có tác dụng tốt đối với việc cố định
và giữ các hợp chất bay hơi chứa các nhóm cabonyl.
CHƯƠNG 3. PROTEIN TRONG CÁC
SẢN PHẨM TỪ SỮA

Sữa cô đặc có đường

Kem đá

Phô mai

Sữa chua
Sữa cô đặc có đường
 Kỹ thuật bảo quản sữa ở nhiệt độ cao:
Phương pháp sử dụng nhiệt độ cao được sử dụng phổ biến
trên toàn thế giới, tác động của nhiệt độ cao cho phép tiêu diệt
các loài vi sinh vật và chủ động điều khiển sự phát triển của
chúng khi cần thiết, kéo dài thời gian bảo quản.

Phương pháp làm nóng có thể làm tăng chất lượng ban đầu
của sản phẩm.

Nhiệt độ sử dụng và thời gian đun nóng có ảnh hưởng sâu sắc
đến cấu trúc của sữa thông qua việc biến đổi các thành phần
chính chiếm tỷ lệ cao trong sữa như: chất béo,các chất chứa
nitơ, đường lactoza, enzym, vitamin…
Sữa cô đặc có đường
 Tác động của nhiệt độ cao đến những biến đổi tính
chất của protein trong chế biến sữa đặc có đường:


Ở nhiệt độ cao,các protein hòa tan đều bị biến tính
một chiều ( biến tính không thuận nghịch). Protein bị
biến tính tạo thành các kết tủa, làm giảm độ nhớt và
tính keo của sản phẩm.

Bắt đầu từ 80
0
C, protein trong dung dịch sẽ tự trùng
hợp và có thể tạo ra gel.

Sự đốt nóng làm giải phóng các gốc – SH tự do từ các axit
amin chứa lưu huỳnh như cystin và cystein vốn là các cấu tử
chính cấu thành các protit hòa tan trong sữa. . Sự giải phóng
các gốc tự do –SH thường song hành với sự biến chất các chất
này. Sự giải phóng các gốc tự do có liên quan đến các hợp
phần chứa lưu huỳnh và đến các chất khử có thể oxi hóa bởi
oxi không khí.
+ Gốc tự do –SH là nguyên nhân hình thành vị da trong sữa
đun nóng. Sự có mặt của các nhóm – SH trong sữa đun nóng
sẽ làm thay đổi điện thế oxi hóa- khử có tác dụng làm rối loạn
sự phát triển của vi sinh vật, nhất là đối với các vi khuẩn.
+ Hơn nữa, sự có mặt của các chất khử trong sữa có vai trò
bảo vệ các chất béo chống lại sự oxi hóa.

Ở nhiệt độ nhỏ hơn 100
0
C, cazein nguyên thể không bị biến
tính.

Khi nhiệt độ trên 100

0
C thì phần lớn các protein của
lactoreum có thể ở trạng thái liên kết với các mixen casein. Bề
mặt của các mixen này bị biến đổi làm cho chúng bền đối với
proteaza ( đặc biệt là với chimozin). Phức hợp β- lactoglobulin
– casein K được tạo thành có tác dụng làm bền các protein của
sữa đối với sự thanh trùng ở 120 -140
0
C sau này cũng như đối
với tác dụng đông tụ của casein.

Bắt đầu từ nhiệt độ 110
0
C, sẽ xảy ra các phản ứng thủy phân
để giải phóng ra phospho và nitơ phi protein . Phospho bị giải
phóng tức là khả năng cố định canxi bị giảm.

Ở nhiệt độ 120 - 130
0
C trong nhiều giờ có thể gây ra sự hư
hỏng đáng kể thành phần cazein.

Ở nhiệt độ từ 110 -120
0
C độ bền của protein sữa phụ thuộc
rất mạnh vào pH. Trong quá trình gia nhiệt pH bị giảm ( do tạo
ra các axit hữu cơ từ lactoza và từ phản ứng thủy phân
phosphate hữu cơ của casein ) làm cho sữa nhạy cảm hơn với
đông tụ nhiệt.


Việc đun nóng ở nhiệt độ cao dễ dàng dẫn đến sự sẫm màu
của sữa. Hiện tượng này xảy ra do các axit amin tự do phản
ứng với đường lactoza tạo ra màu nâu cho sản phẩm ( thường
xảy ra khi nhiệt độ đun nóng vượt quá 80
0
C).

Sự xuất hiện các chất màu melanoidin này thường kèm theo
làm tăng độ pH của môi trường, cũng như làm tăng mùi cháy
cho sản phẩm.
 Các biến đổi này làm giảm giá trị thực phẩm của sữa cô đặc
có đường.

Nồng độ chất khô của sữa cũng có ảnh hưởng đến độ bền
nhiệt. Khi nồng độ tăng sẽ làm giảm đáng kể độ bền nhiệt của
sữa và cũng làm tăng nguy cơ tạo gel trong quá trình bảo quản.
TÍNHCHẤTCỦAPROTEIN
TRONGSẢNPHẨMKEMĐÁ

Kem đá được làm từ các nguyên
liệu: đường, nước, sữa, kem, chất
thơm (từ quả, nước quả hoặc từ
chất thơm tự nhiên: socola, cà phê,
vani,…) và một lượng chất làm
bền không quá 1% ( có thể gelatin
thực phẩm, lòng trắng trứng,
thạch, pectin hoặc alginat kiềm
nghĩa là những chất keo háo
nước).