PHƯƠNG PHÁP TẠO CẤU TRÚC GEL CỦA CÁC PROTEIN TRONG CÁC THỰC PHẨM GIÀU PROTEIN

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM

TIỂU LUẬN MÔN HỌC
HÓA HỌC THỰC PHẨM
ĐỀ TÀI:

PHƯƠNG PHÁP TẠO CẤU TRÚC
GEL CỦA CÁC PROTEIN TRONG
CÁC THỰC PHẨM GIÀU PROTEIN
GVHD: LÊ THỊ THÚY HẰNG
Thực hiện: NHÓM: 5

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, THÁNG 9 NĂM 2015


PHƯƠNG PHÁP TẠO CẤU TRÚC GEL

DANH SÁCH NHÓM

STT

Nhóm 5

TÊN THÀNH VIÊN

MSSV

1

LÝ THỊ HƯƠNG

2008130148

2

PHẠM THỊ KIM LIÊN

2008130107

3

NGUYỄN THỊ NHÃ UYÊN

2005140715

4

NGUYỄN THỊ NGỌC HUYỀN

2005140225

2


PHƯƠNG PHÁP TẠO CẤU TRÚC GEL

Mục lục

Nhóm 5

3


PHƯƠNG PHÁP TẠO CẤU TRÚC GEL

LỜI MỞ ĐẦU
Từ lâu thực phẩm đã là phần không thể thiếu trong đời sống con người. Cùng
với tính thiết yếu đó ngành công nghiệp thực phẩm đã ra đời và phát triển với mục
đích là tạo nên nhưng sản phẩm thực phẩm dinh dưỡng, an toàn để phục vụ con
người. Sự phát triển của khoa học nói chung và khoa học ứng dụng trong thực
phẩm nói riêng đã cho chúng ta có những hiểu biết sâu sắc về hợp phần, cấu trúc,
biến đổi trong quá trình chế biến và sử dụng thực phẩm. Mà trong đó cấu trúc sản
phẩm là 1 yếu tố trước tiên tác động lên con người khi tiếp xúc với sản phẩm thực
phẩm. Trong các cấu trúc của thực phẩm, cấu trúc gel là 1 cấu trúc quen thuộc và
có rất nhiều sản phẩm thực phẩm có cấu trúc này như giò, phomat …Bài tiểu luận
này trình bày về cấu trúc gel và ứng dụng của nó trong thực phẩm.

Nhóm 5

4


PHƯƠNG PHÁP TẠO CẤU TRÚC GEL

I. ĐỊNH NGHĨA PROTEIN
Protein là những đại phân tử được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân mà các dơn
phân lá axit amin. Chúng kết hợp với nhau thành một mạch dài nhờ các liên kết
peptide (gọi là chuỗi polypeptide). Các chuỗi này có thể xoắn cuộn hoặc gấp theo
nhiều cách để tạo thành cấu trúc không gian khác nhau của protein.

II. PHÂN BIỆT MỘT SỐ HIỆN TƯỢNG TƯƠNG TỰ VỚI SỰ
TẠO GEL
Ta cũng cần phân biệt sự tạo gel với các hiện tượng khác tương tự, trong đó
cũng có sự giảm mức độ phân tán của dung dịch protein như sự liên hợp, sự tập
hợp, sự trùng hợp, sự kết tủa, sự kết tụ và sự đông tụ.
Các phản ứng liên hợp protein thường có quan hệ với các biến đổi ở mức dưới
đơn vị hoặc ở mức phân tử trong khi đó các phản ứng trùng hợp hóa hoặc tập hợp
hóa lại tạo ra các phức hợp có kích thước lớn.
Sự kết tủa protein lại bao hàm tất cả các phản ứng tập hợp có thể dẫn đén mất
toàn phần hoặc mất toàn bộ độ hòa tan.
Khi protein không bị biến tính nhuwg do giảm lực tĩnh điện giữa các mạch mà
dẫn đến các phản ứng tập hợp không trật tự thì sẽ gây ra hiện tượng kết tụ.
Các phản ứng tập hợp không trật tự xảy ra do biến tính và các phản ứng tập
hợp xảy ra do tương tác protein – protein chiếm ưu thế so với các tương tác
protein – dung môi sẽ dẫn đến một khối lượng lớn và thô, gọi là sự đông tụ.

III. GEL PROTEIN
3.1.Định nghĩa
Khi các phân tử protein bị biến tính tập hợp lại thành một mạng lưới không
gian có trật tự thì hiện tượng đó được gọi là sự tạo gel.
Nhóm 5

5


PHƯƠNG PHÁP TẠO CẤU TRÚC GEL
Biến tính protein là sự thay đổi thuận nghịch hay không thuận nghịch cấu trúc
không gian ban đầu của protein nhưng không làm biến đổi các liên kết hóa trị
trong phân tử (trừ liên kết disulfide). Khả năng tạo gel của protein là một tính chất
rất quan trọng của nhiều hệ thống protein và đóng vai trò chủ yếu trong việc tạo

cấu trúc hình thái. Do đó, nó cũng là cơ sở để chế tạo ra nhiều sản phẩm thực
phẩm. Phomat, giò, gel gelatin đậu phụ, bột nhào làm bánh mì, các thịt giả từ
protein thực vật (được kết cấu bằng cách đùn hoặc kéo sợi) là những sản phẩm có
cấu trúc gel.
Khả năng tạo gel của protein được sử dụng để tạo độ cứng, độ đàn hồi cho một
số thực phẩm để cải biến khả năng hấp thụ nước, tạo độ dầy, tạo lực liên kết (bám
dính) giữa các tiểu phần cũng như làm bền các nhũ tương và bọt.

3.2.Điều kiện tạo gel
Sự gia nhiệt, trong đa số trường hợp là rất cần thiết cho sự tạo gel.Việc làm
lạnh sau đó cũng cần thiết và đôi khi một sự axit hóa nhẹ nhàng cũng có ích.Thêm
muối (đặc biệt là ion canxi) có thể cũng cần, hoặc tăng tốc độ tạo gel hoặc để tăng
độ cứng cho gel.

Nhóm 5

6


PHƯƠNG PHÁP TẠO CẤU TRÚC GEL
Nhiều protein có thể tạo gel không cần gia nhiệt mà chỉ cần một sự thủy phân
enzyme vừa phải, một sự thêm đơn giản các ion canxi, hoặc một sự kiềm hóa kèm
theo trung hòa đưa pH đến điểm đẳng điện (sản xuất đậu phụ).
Nhiều gel cũng có thể tạo ra từ protein dịch thể (lòng trắng trứng, dịch đậu
tương), từ các protein không tan hoặc ít tan phân tán trong nước hoặc trong muối
(collagen, protein tơ cơ, isolate (dịch đậm đặc đậu tương) tùng phần hoặc toàn bộ
biến tính. Như vậy độ hòa tan của protein không phải luôn luôn cần thiết cho sự
tạo gel.
3.3.Cơ chế tạo gel
Nhiều nghiên cứu đã chỉ rõ rằng cần phải có giai đoạn biến tính và giãn mạch

xảy ra trước giai đoạn trật tự giữa protein – protein và tập hợp phân tử.
Khi protein bị biến tính các cấu trúc bật cao bị phá hủy, liên kết giữa các phân
tử bị đứt, các nhóm bên của axit amin trước ẩn ở phía trong thì bây giờ xuất hiện
ra ngoài.Các mạch polymer bị duỗi ra, gần nhau, tiếp xúc với nhau và liên kết với
nhau thành mạng lưới không gian ba chiều mà mỗi vị trí tiếp xúc mạch là một nút.
Các phần còn lại hình thành mạng lưới không gian vô định hình, rắn, trong đó có
chứa đầy pha phân tán là nước.
Khi nồng độ tăng thì khả năng gel hóa tăng vì số những vị trí tiếp xúc để tạo ra
nút mạng lưới tăng lên. Nồng độ protein càng lớn thì các hạt tiếp xúc trực tiếp
không qua một lớp nào của môi trường phân tán và khối gel càng dề vì ở những vị
trí đặc biệt ở đầu nút.

Nhóm 5

7


PHƯƠNG PHÁP TẠO CẤU TRÚC GEL
Nút mạng lưới có thể tạo ra do tương tác giữa các nhóm ưa béo. Khi các nhóm
này gần nhau, tương tác với nhau thì hình thành ra các liên kết ưa béo, lúc này thì
cá phân tử nước bao quanh chúng bị đẩy ra và chúng có khuynh hướng như tụ lại.
Tương tác ưa béo được tăng cường khi tăng nhiệt độ, làm các mạch polypeptit xít
lại gần nhau hơn do đó khối gel cứng hơn.
Nút mạng lưới cũng có thể tạo ra do cá liên kết hydro giữa các peptit với nhau.
Nhiệt đọ càng thấp thì các liên kết hydro càng được tăng cường và củng cố vì càng
có điều kiện để tạo ra nhiều cầu hydro. Liên kết hydro là liên kết yếu, tạo ra một
độ linh động nào đó giữa các phân tử đối với nhau, do đó làm cho gel có một đọ
dẻo nhất định. Các mắt trong gel gelatin chủ yếu là do các liên kết hydro. Khi gia
nhiệt các liên kết hydro bị đứt và gel sẽ nóng chảy ra.khi đẻ nguội liên két tái hợp
và gel lại hình thành.

Tham gia tạo ra các nút lưới trong gel cũng có thể do các liên kết tĩnh điện, liên
kết cầu nối giữa các nhóm tĩnh điện ngược dấu hoặc do liên kết giữa các nhóm
tĩnh điện cùng dấu qua các ion đa hóa trị như ion canxi chẳng hạn. Còn các mắt
lưới còn có thể do các liên kết đissulfua tạo nên. Trong trường hợp này sẽ tạo cho
gel có tính bất thuận nghịch bởi nhiệt, rất chắc và bền.
Các protein cũng có thể tạo gel bằng cách cho tương tác với các chất đồng tạo
gel như các polysacarit, làm thành cầu nối giữa các hạt do đó gel tạo ra có độ cứng
và độ đàn hồi cao hơn. Cũng có thể them các chất alginate hay pectinat tích điện
âm và gelatin tích điên dương để tạo ra tương tác ion không dặc hiệu giữa các
chuỗi peptit do đó sẽ tạo cho gel có nhiệt đọ nóng chảy cao (800C).
Khi đi từ dung dịch protein, các giai đoạn đầu của quá trình tạo gel bằng nhiệt
có thể như sau:
1/ phân li thuận nghịch cấu trúc bậc bốn thành các đơn vị hoặc monomer.

Nhóm 5

8


PHƯƠNG PHÁP TẠO CẤU TRÚC GEL
2/ biến tính không thuận nghịch các cấu trúc bậc hai và ba (sự giãn mạch vẫn
cò là từng phần):

Trong đó -PN: protein tự nhiên
-PD: protein đã bị biến tính
-n: số đã biết

IV. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH TẠO GEL
4.1.Kiểu protein:
Protein cơ ở các vị trí khác nhau, khi tạo gel cho cấu trúc khác nhau. Chẳng

hạn, gel từ myosin ở cơ ức gà độ bền cao hơn ở cơ đùi gà. Gel từ myosin cơ thịt đỏ
có cấu trúc tốt hơn cỏ thịt trắng.
4.2.Nồng độ protein: quyết định độ bền và khả năng giữ nước của gel. Nồng
độ protein càng cao, gel càng cứng và bền.nếu nồng độ quá thấp, có khả năng gel
không hình thành
4.3.Nhiệt độ: nhiệt độ thấp → tạo nhiều liên kết hydro ⇒ gel bền hơn.
4.4.Các yếu tố khác
– Axit hóa hoặc kiềm hóa nhẹ → pH ≈ pI ⇒ gel tạo thành chắc hơn.
– Các chất đồng tạo gel như các polysaccharide làm cầu nối giữa các hạt ⇒ gel
có độ cứng và độ đàn hồi cao hơn.

Nhóm 5

9


PHƯƠNG PHÁP TẠO CẤU TRÚC GEL

V. ỨNG DỤNG CẤU TRÚC GEL TRONG SẢN PHẨM THỰC
PHẨM
Có rất nhiều sản phẩm thực phẩm có cấu trúc gel, được sản xuất từ nhiều loại
nguyên liệu khác nhau như thịt cá sữa… làm cho các sản phẩm này tăng cao về
khả năng hấp thụ của cơ thể, về tính chất cảm quan,…
5.1.Sản xuất phomat từ nguyên liệu sữa

Sự đông tụ sữa bằng renin là quan trọng nhất, đây là quá trình tạo cấu trúc gel
cho sản phẩm.kết quả của quá trình này là sự đông tụ tạo thành canxi paracaseinat
–dưới dạng gel.
5.2.Sản xuất giò lụa
Gel protein từ thịt

Khả năng tạo gel bởi
nhiệt

của

các

protein

myofibril (tơ cơ), thêm sự
có mặt của muối trung tính.

Nhóm 5

10


PHƯƠNG PHÁP TẠO CẤU TRÚC GEL
5.3.Sản xuất đậu hủ
Gel từ protein đậu nành, tạo cấu trúc gel đặc trưng nhờ nước chua tự nhiên,
muối MgCl2, CaCl2, CaSO4, axit lactic, axit acetic…

Nhóm 5

11


PHƯƠNG PHÁP TẠO CẤU TRÚC GEL

VI. CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM

1. Điền vào ô trống:
Khi các protein bị biếntính tập hợp lại thành một mạng lưới không
gian…………………..thì hiện tượng đó được gọi là sự tạo gel.
A. Hổn độn

B. Có trật tự

C. 3 chiều

D. Không trật tự

2. Nút mạng lưới được tạo ra do các liên kết hydro giữa các gốc aa với nhau
giúp cho gel có dặc điểm gì?
A. Khối gel trở nên cứng hơn

C. Gel có một độ dẻo nhất định

B. Gel rất chắc và bền

D. Gel mềm hơn

3. Gel từ myosin cơ thịt đỏ và cơ thịt trắng thì cái nào có cấu trúc tốt hơn?
A. Thịt đỏ

B. Thịt trắng

4. Nồng độ của protein có ảnh hưởng gì trong quá trình tạo gel?
A. Quyết định đến dộ bền

C. A, B đều đúng

B. Khả năng giữ nước của gel

D. A, B điều sai

5. Đố với gel hình thành nhờ liên kết hydro thì ở nhiệt độ nào gel bền hơn?
A. Thấp

B. Cao

6. Các nút mạng lưới được tạo ra do tương tác kỵ nước (ưa béo) giúp cho các
polypeptide?
Nhóm 5

12


PHƯƠNG PHÁP TẠO CẤU TRÚC GEL
A. Cách xa nhau hơn

C. Tách rời nhau ra

B. xít lại gần nhau hơn

D. Tất cả đều sai

7. Các mắt lưới được tao ra do các liên kết disulfua giúp cho gel có đặc điểm
gì?
A. Cứng hơn

C. Dẻo hơn

B. Chắc hơn

D. Chắc và bền

8. Việc them muối của các ion đa hóa trị (Ca2+) có tác dụng gì?

Nhóm 5

A. Tăng tốc độ tạo gel

C. Tăng độ dẻo cho gel

B. Tăng độ cứng cho gel

D. cả A, B đều đúng

13


PHƯƠNG PHÁP TẠO CẤU TRÚC GEL

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Lê Ngọc Tú(chủ biên), Bùi Đức Hợi, Lưu Duẩn, Ngô Hữu Hợp, Dặng Thị Thu,

Nguyễn Trọng Cẩn – Hóa học thực phẩm – nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội – 2013.
2. Lê Ngọc Tú (chủ biên), Lưu Duẩn, Đặng Thị Thu, Lê Thị Cúc, Lâm Xuân Thanh,
Phạm Thu Thùy – Biến hình sinh học các sản phẩm từ hạt – Nhà xuất bản Khoa
học và Kỹ thuật - Hà Nội – 2000.

3. Lâm Xuân Thanh – Giáo trình công nghệ các sản phẩm sữa – nhà xuất bản Khoa
học và Kỹ thuật – Hà Nội.
4. Lê Văn Hoàng – Cá thịt và chế biến công nghiệp – Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ

thuật – Hà Nội – 2004.

Nhóm 5

14