CẤU TẠO PHÂN TỬ PROTEIN

MỤC LỤC
A. CẤU TẠO PHÂN TỬ PROTEIN 3
I. Thành phần nguyên tố và đơn vị cấu tạo của protein 3
II. Cấu trúc phân tử protein 3
III. Vai trò và giá trị của protein trong dinh dưỡng và trong CNTP 4
B. PROTEIN CỦA THỊT 6
I. Tổng quan về protein thịt 6
II. Phân loại protein thịt 8
2.1. Protein tơ cơ 8
2.2. Protein chất cơ 11
2.3. Protein của khung mạng 13
III. Biến đổi của Protein thịt trong chế biến và bảo quản 15
3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ 15
3.2. Ảnh hưởng của lạnh đông 17
3.3. Ảnh hưởng của khử nước 18
C. PROTEIN CỦA CÁ 19
I. Tổng quan về protein cá 19
II. Phân loại protein cá 21
2.1. Protein cấu trúc 21
2.2. Protein khung mạng 24
2.3. Protein chất cơ 26
III. Biến đổi của Protein cá trong chế biến và bảo quản 28
3.1. Khử nước của sản phẩm cá 28
3.2. Qúa trình tự chín của cá phơi khô 31
2
A . CẤU TẠO PHÂN TỬ PROTEIN
I .Thành phần nguyên tố và đơn vị cấu tạo của protein:
Như chúng ta đã biết phân tử protein là một polime sinh học cấu tạo từ các acid amin
liên kết với nhau bằng các liên kết peptide.
Thành phần của protein là:C,H,O,N,có thể có chứa một lượng nhỏ là S. Tỷ lệ phần
trăm khối lượng trong phân tử protein là:

C : 50-55% H : 6,5-7,3% S : 0-0,24%
O : 21-24% N:15-18%
Trong phân tử protein có chứa nhóm amin(-NH2) và nhóm cacboxyl(-COOH)
R-CH-COOH R-CH-COO-
NH
2
NH
3
+
Trong tự nhiên có khoảng 100 loại acid amin nhưng trong phân tử protein chỉ có
khoảng 20 loại acid amin.
Liên kết peptide được tạo thành do sự kết hợp giữa nhóm cacboxyl của acid amin này
với nhóm amin của acid amin khác loại bỏ đi 1 phân tử nước. Liên kết này rất bền.
II .Cấu trúc phân tử protein:
2.1. Cấu trúc bậc một:
Cấu trúc bậc một của phân tử protein là sự sắp xếp các acid amin trong chuỗi
polipeptid. Cấu trúc này được giữ bền vững bằng liên kết peptide. Trong thiên nhiên
protein không tồn tại ở dạng này.
2.2.Cấu trúc bậc hai:
3
Là sự sắp xếp thích hợp trong không gian của chuỗi polipeptide. Do các nguyên tử
cacbon bất đối có thể xoay xung quanh tạo thành các liên kết đồng hóa trị đơn là cho chuỗi
polipeptide có nhiều hình thể.
Các protein, người ta phát hiện cấu trúc bậc hai ở dạng xoắn α và gấp nếp β.
-Cấu trúc gấp nếp α : là cấu trúc có trật tự và rất bền vững. Mỗi vòng xoắn có
từ 3 đến 6 gốc acid amin.Xoắn ốc này được giữ chặt bởi liên kế hydro. Các liên kết này
song song với trục xoắn ốc và nối nhóm –NH của liên kết peptide này với nhóm -CO của
liên kết peptide thứ 3 kề nó. Cứ mỗi nhóm –CONH- tạo được 2 liên kết hydro với 2 nhóm
-CONH- khác. Xoắn α có trong mọi protein.
-Cấu trúc gấp nếp β : là cấu trúc có hình chữ I.Xoắn α có thể chuyển thành

cấu trúc gấp nếp β khi tăng nhiệt độ.Các mạch sẽ duỗi ra và liên kết với nhau bằng liên kết
phân tử tạo thành cấu trúc gấp nếp.
Cấu trúc bậc trúc bậc 2 có trong protein dạng sợi.
2.3.Cấu trúc bậc ba:
Chuỗi peptide với vùng cấu trúc bậc 2 cuộn tròn, sắp xếp lại thành cấu trúc 3 chiều
gọi là cấu trúc bậc 3.
Nếu như cấu trúc bậc 2 giữ bằng liên kết hydro thì cấc trúc bậc ba ổn định bằng liên
kết S-S, liên kết kị nước,liên kết hydro và liên kết ion.
Phần lớn protein cấu trúc bậc ba đều tan tốt trong nước do các gốc acid amin kị
nước quay vào trong và các gốc ưa nước phân bố chủ yếu trên bề mặt phân tử.
Một số protein tan tốt trong dung môi hữu cơ do các gốc kị nước quay ra ngoài
2.4.Cấu trúc bậc bốn:
Các tiểu cầu bậc ba liên kết với nhau tạo thành cấu trúc bậc bốn. Sự sắp xếp các tiểu
cầu không bắt buộc phải đối xứng.
Trong cấu trúc bậc bốn phân tử protein có liên kết đồng hóa trị, liên kết hydro, liên
kết Van der walls, liên kết ion, không có liên kết cầu disunfua.
Các protein bậc bốn có hoạt tính sinh học như là enzym xúc tác phản ứng hay vận
chuyển oxy.
Khi phá vỡ cấu trúc bậc ba,bốn thì hoạt tính sinh học của nó cũng mất.
III. VAI TRÒ VÀ GIÁ TRỊ CỦA PROTEIN TRONG DINH
DƯỠNG VÀ TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM:
3.1.Vai trò sinh học của protein :
Protein là thành phần cơ bản cấu tạo nên tế bào và là đơn vị cơ bản của cơ thể
sống , do đó chúng có một số chức năng quan trọng sau đây:
-Xúc tác vận chuyển các chất đến các mô, các cơ quan trong cơ thể
-Bảo vệ cơ thể khỏi sự xâm nhập của các chất lạ như: protein lạ, virus, vi
khuẩn hoặc tế bào lạ.
-Điều hòa quá trình thông tin di truyền và các quá trình trao đổi chất trong cơ
thể.
-Dự trữ dinh dưỡng cho các quá trình cung cấp acd amin cho thế hệ sau phát

triển.
-Tạo chống đỡ cơ học.
4
-Giữ vai trò trung gian cho phản ừng trả lời của tế bào thần knh đối với các
kích thích đặc hiệu.
-Tham gia trực tiếp vào quá trình vận động như co cơ, chuyển vị trí nhiễm
sắc thể trong quá trình phân bào.
-Xúc tác các phản ứng hóa sinh học trong cơ thể
3.2.Giá trị dinh dưỡng trong protein:
Nguồn năng lượng trong cơ thể chúng ta do protein, hydradcacbon và các chất béo
cung cấp nhưng nguồn cung cấp các acid amin không thay thế chỉ có thể lấy ở proetein
trong thức ăn .vậy acid amin có vai trò như thế nào trong cơ thê chúng ta :
- Tham gia vào quá trình tổng hợp các enzym và hoocmôn mà một số acid amin
thành phần của nó chỉ có trong protein có trong tự nhiên , cái mà cơ thể chúng ta không tự
tổng hợp được
- Thay thế các acid amin trong protein của cơ
- Tổng hợp protein mới trong quá trình phát triển của cơ ,trong cấu tạo của tế bào
và trong cơ tương
Do đó protein là nguồn cung cấp acid amin thiết yếu cho cơ thể mà không có một
loại nào thay thế được. Mặt khác protein là thành phần cấu tạo của tế bào nên sự thiếu hụt
protein trong cơ thể có thể gây ảnh hưởng đến súc khỏe của con người.
Một số ví dụ:
 Thiếu protein sẽ gây ảnh hưỡng đến hoạt động bình thường của một số cơ quan
như Hệ thần kinh, gan, tuyến nội tiết
 Thiếu protein cũng gây thay đổi thành phần hoá hoc và cấu tạo của xương, làm
giòn xương và dễ gẫy
 Do protein có nhiều chức năng sinh học quan trọng nên viêc cung cấp đầy đủ p là
rất cần thiết cho cơ thể
3.3.Vai trò của protein trong chế biến công nghệ thực phẩm
Protein trong thực phẩm hoặc được bổ sung vào thực phẩm chủ yếu là để tạo cho

thực phẩm co giá trị dinh dưỡng cao. Bên cạnh đó protein còn giữ vai trò quan trọng trong
sản suất thực phẩm:
Do có khả năng tương tác với nước và dễ bị biến tính dưới tác động của nhiệt mà
protein có thể thay đội tính chất trạng thái để tạo cấu trúc, hình thái, tạo hình khối, tạo
trạng thái cho nhiều sản phẩm thực phẩm. Mặt khác, trong những điều kiện công nghệ nhất
định protein có thể tương tác với nhau, tương tác với nước, tương tác với một số hợp chất
khác để tạo độ dẻo độ đông đặc, để tạo bọt, tạo xốp cho sản phẩm thực phẩm.
Ví dụ
 Trong tơ cơ của cá và một số loại thuỷ sản có tính tạo cấu trúc cao trong một số
loại sản phẩm như giò lụa v..v…
 Nhờ có các p hòa tan của malt mà CO
2
trong bia mới giữ được bền
 Gelatin của da có khả năng tạo ra gel va giữ bền gel bằng liên kết hidro nên mới có
công nghệ tạo ra màng để bọc kẹo để tạo ra các viên thuốc mà khi cho vào miệng
thi độ thanh nhiệt đủ để phá vỡ liên kết hidro và gel tan chảy
Ngoài ra protein còn gián tiếp tạo ra chất lượng cho các loại sản phẩm thực phẩm
5
Ví dụ
 Hình thơm đặc trưng của chè gồm có 34 cấu tử thơm là nhờ các acid amin và
polyphenol của lá chè tương tác với nhau khi gia nhiệt
Các protein có bề mặt phân tử lớn nên trường lực phân tử lớn do đó có tính cố định mùi,
tức là khả năng giữ hương lâu bền cho sản phẩm
3.4.Nguồn protein
Nguồn protein động vật phổ biến là các loại thịt gia súc gia cầm, cá tơm, trứng
sữa các loại động vật khác như cua , ghẹ,tép, động vật thân mềm cũng là nguồn protein
đáng khai thác
Ngồi ra còn chú trọng khai thác các nguồn protein động vật chưa được tận dụng
như: phế thải lò mổ đặc biệt là tiết và xương
Nguồn protein thực vật được chú ý nhiều nhất là các loại đậu, đặc biệt là đật

tương.Cá loại bèo dâu tảo nấm, cũng là nguồn protein đáng được khai thác
Hiện nay chúng ta cũng đang dùng nhiều biện pháp khác nhau để tăng lương
protein trong các loại hạt ngũ cốc, các loại củ là những loại thực phẩm đuợc sử dụng trong
khẩu phần ăn hàng ngày
B. PROTEIN CỦA THỊT
I. TỔNG QUAN VỀ PROTEIN THỊT
Giá trò dinh dưỡng của thòt chủ yếu là nguồn protein . Protein của thòt là loại
protein hoàn thiện , chứa tất cả các acid amin cần thiết cho cơ thể . Thành phần dinh
dưỡng trong thòt thay đổi tuỳ theo vò trí miếng thòt trên thân . Thông thường phần nạc
lưng và nạc đùi chứa hàm lượng protein cao nhất có lẽ vì thành phần cơ này của con
vật hoạt động nhiều hơn các thành phần khác.
Thòt gia súc có sừng có hàm lượng protein cao hơn thòt gia súc không sừng
nhưng ít béo hơn . Hàm lượng protein ở con non béo cao hơn con già gầy.
6
Bảng 3: Thành phần acid amin không thay thế
Acid amin Hàm lượng % trong protein
Thòt bò Thòt heo Trứng sữa
Lysin 8,1 7,8 7,2 8,1
Methionine 2,3 2,5 4,1 2,2
Tryptophan 1,1 1,4 1,5 1,4
Phenylalanine 4,0 4,1 6,3 4,6
Threonine 4,0 5,1 4,9 4,8
Valin 5,7 5,0 7,3 6,2
Leucine 8,4 7,5 9,2 1,8
Isoleucine 5,1 4,9 8,0 6,5
Arginine 6,6 6,4 6,4 4,3
Histidine 2,9 3,2 2,1 2,6
{5}
Theo bảng trên protein của thòt chứa hầu hết các acid amin không thay thế với
lượng đáng kể và gần tương đương với protein của trứng và sữa.

Protein của mô cơ là loại protein hoàn thiệân . Protein của mô cơ dễ tiêu hóa bởi
các men tiêu hoá như :pepsin , trypsin , chymotrypsin ,dễ bò thuỷ phân bởi các
proteaza thực vâït như papain của đu đủ , bromelin của dứa . Giá trò sinh học của
protein mô cơ rất cao :thòt bò 69 , thòt lợn 74 so với mô liên kết là 25.Protein của mô
cơ còn chứa các thành phần quyetá đònh sự cứng xác , sự mềm mại và hương vò cho thòt
sau giết mổ.
Phần lớn thành phần protein mô cơ tập trung trong sợi cơ theo sơ đồ trên :
7
{6}
Ngoài giá trò dinh dưỡng , protein thòt còn có một số tính chất như :tạo gel , tạo nhũ …
rất quan trọng trong chế biến thực phẩm :
• Tính chất tạo gel: Protein của cơ vân: khả năng tạo gel bởi nhiệt của các protein
miofibril ở thòt là cở sở kết cấu của nhiều sản phẩm thực phẩm . Do tạo ra mạng
lưới gel nên các protein này là tác nhân gắn kết trong thòt tái tạo, các loại giò, là
tác nhân làm bền nhũ tương trong xúc xích , hoặc là tác nhân làm mòn và đàn
hồi trong kamaboko . Tính chất lưu biến đặc trưng của các sản phẩm có tính chất
cao cấp này phụ thuộc vào bản chất và độ tươi của nguồn protein (protein khi
đưa đi chế biến phải không bò biến tính bởi nhiệt, bởi lạnh và không bò
proteolizo) sự có mặt của muối trung tính và điều kiệân gia nhiệt để tạo gel . Để
gel tạo ra đẹp thì thêm một tỷ lệ nhất đònh muối ăn (2-3%) để trích li ra một
lượng đủ miozin. Ngoài ra cũng có thể thêm các hợp phần protein không phải
thòt: protein của đậu phụ để tăng khả năng hấp thụ nước và giữ nước hoặc natri
caseinat để tăng khả năng nhũ hoá và làm đặc , hoặc huyết tương máu để tạo
cho gel rất cứng khi nấu tuy không làm tăng độ nhớt cho thòt ở xúc xích.
• Tính chất tạo nhũ:protein Actomiozin trong thòt có tính chất làm bền nhũ tương
thực phẩm ,điển hình là thòt nghiền nhỏ làm xúc xích . {7}
II. . PHÂN LOẠI PROTEIN THỊT
Protein của thòt được chia làm 3 nhóm :
8
Mỗi sợi cơ thường được tạo nên từ rất nhiều sợi tơ xếp song song với

nhau , có đường kính 1
µ
m , được bọc trong một bào tương gọi là chất cơ trong đó
có chứa các nhân , các ty thể và nhiều hợp chất hoà tan nhất là ATP, creatin ,
myoglobin , các enzym đường phân và glycogen .
Mỗi sợi cơ có đường kính từ 10-100
µ
m , dài 35cm và được bao bằng
một màng sợi cơ có khả năng tiếp nhận các tác nhân kích thích thần kinh mà khi
khử cực sẽ làm khởi đôïng sự co cơ .
Mỗi sợi tơ cơ lại được bao bọc bằng một mạng giàu ion Ca
2+
gọi là mạng
chất cơ và thông với màng sợi cơ bằng các đường ống . Các tổ chức này sẽ tham
gia vào sự truyền các xung thần kinh và sự trao đổûi ion .
Protein chứa trong tơ cơ là loại protein chủ yếu hình thành nên cấu trúc
và kích thước của cơ . Những protein này chòu trách nhiệm về khả năng co rút của
những cơ sống . Những nguồn thòt sống có giá trò cao thường chứa protein nhóm
này cao nhất .
Những protein này được phân biệt với protein thòt khác bởi vì chúng tan
được trong dung dòch muối có nồng độ cao , hình thành cấu trúc filamentous trong
những loại thòt thông thường . Chính khả năng này làm chúng trở nên có giá trò
trong quá trình sản xuất thòt như : quá trình sản xuất thòt heo xắt lát hoặc thòt bò
nướng . Sự hoà tan của nhóm protein này tạo kết cấu gel giữ cho sản phẩm thòt kết
dính với nhau . Những protein tan trong muối có vai trò trong việc giữ nước và
đóng góp rất nhiều trong quá trình sản xuất của nhiều hãng thực phẩm
[8]
Protein tơ cơ chiếm trên 50% lượng protein của cơ , có thể chia thành hai
nhóm :
2.1.Protein tơ cơ: (Myofirillar proteins)

9
 Protein co rút như miozin , actin.
 Protein điều hoà co rút như troponin , tropomiozin ,
α
-actinin ,
β
-actinin , protein M , protein C.
a) Miozin:
Phân tử miozin gồm 6 tiểu đơn vò , phần hình trụ có chiều dài gần 120nm và
đường kính 1,5nm . Phần đầu có cấu trúc xoắn ốc dài chừng 15nm , đường kính
4,5nm . 55% chuỗi polypeptide có cấu trúc xoắn
α
. Phân tử có chứa 40 nhóm
sulfidril nhưng lại không có cầu disulfur . Dưới tác dụng của trypsin phân tử
miozin bò cắt thành hai mảnh :
 Meromiozin nặng (M=350 000) : chứa cái đầu của miozin có hoạt tính
ATPaza có khả năng cố đònh đựơc actin và không tạo thành dạng sợi
 Meromiozin nhẹ(M=125 000): không tan được trong nước, gần như toàn
bộ có cấu trúc xoắn
α
,có thể tạo thành dạng sợi , lực tương tác giữa các
phân tử là lực ion .
Do sự phân bốâ các nhóm điện tích trên chuỗi polypeptidemà khoảng cách giữa
hai đầu của cùng một sợi dimemiozin là 42,5nm còn khoảng cách giữa hai đầu
của hai sợi dimemiozin canh nhau là 14nm .
Miozin có hoạt tính ATPaza có khả năng tự liên kếùt thuận nghòch với actin tạo
thành phức miozin –actin.
10

b) Actin :
Phân tử actin có 374 gốc acid amin . Actin dưới dạng đơn phân chỉ gồm 1 chuỗi
polypeptide có cấu trúc bậc ba (G-actin).Phân tử G-actin có chứa một phân tử
ATP và một ion Ca
2+
. Trong những điều kiện xác đònh (nồng đôï Ca
2+
hoặc Mg
2+

lớn hơn 1nM ) . G-actin tự trùng hợp thành F-actin . Các sợi được cuộn lại thành
xoắn ốc kép chứa 13 monome(G-actin)/1 vòng xoắn/1 sợi . Mỗi sợi có từ 340-380
monome G-actin .
Trong quá trình trùng hợp , ATP liên hợp vào G-actin bò thuỷ phân tạo thành
ADP và photphat vô cơ , ADP nằm lại trên monome

11

G-actin
F - actin
c) Troponin:
Là protein phân bố dọc theo chiều dài F-actin , cứ 39nm có 1 troponin , có 3
troponin T , I , C và có khối lượng phân tử khác nhau .Troponin C có 4 chỗ để gắn
ion Ca
2+
. Việc gắn ion Ca
2+
vào troponin diễn ra bằng cách dòch chuyển
tropomiozin dọc theo cấu trúc xoắn của gốc actin .

d) Tropomiozin :
Chứa hai chuỗi polypeptide có cấu trúc xoắn
α
với 284 gốc acid amin . Phân tử
tropomiozin gắn vào hai sợi F-actin còn bản thân các phân tử tropomiozin thì gắn
đầu đối đầu với nhau bằng liên kết ion . Mỗi phân tử tropomiozin có một vùng để
cố đònh troponin T vào gốc Xistein .
2.2. Protein chất cơ: (Plasma proteins):
Được tìm thấy trong tế bào cơ , là phần chất lỏng bao bọc lấy protein dạng sợi , cung
cấp những chức năng hoá sinh cần thiết cho quá trình sinh tổng hợp protein . Hầu hết chúng
là những phần của hệ thống sản xuất năng lượng .Trong nhóm này có hàng trăm loại
protein khác nhau nhưng với tỷ lệ rất nhỏ . Myoglobin là loại protein điển hình trong nhóm
này . Nó có vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất thòt vì đây là loại protein tạo màu
cho thòt . {9}
a) Myoglobin(Mb):
Có cấu tạo gồm nhóm ngoại là nhóm Heme và phân tử Globin. Một phân tử
Myoglobin chỉ gồm một đơn vò , không phải là bốn đơn vò như Hemoglobin. Phân
12
tử Globin do 153 gốc acid amin tạo nên , trong đó 121 gốc tham gia vào cấu trúc
xoắn α , gồm 8 phần , mỗi phần chứa từ 7-26 gốc. Myoglobin là protein có cấu
trúc bậc 3 tiêu biểu . Nhóm Heme gắn với Globin ở gốc Histidin có số thứ tự 93.
Cấu tạo của nhóm heme:
Myoglobin là protein có cấu trúc bậc ba tiêu biểu:
13

Lượng myoglobin thay đổi tuỳ theo từng loại mô , từng loài , độ tuổi , giới tính dẫn
đến màu sắc thòt cũng thay đổi theo . Độ tuổi càng cao thì lượng Mb càng nhiều
nên thòt của con vật già có màu đậm hơn con vật non. [10]
b) Myoglobin protein tạo màu cho thòt :
Desoxymioglobin là sắc tố bẩm sinh của thòt làm cho thòt có màu đỏ tía, trong đó

Fe có hóa trò II.
Myoglobin (Mb) khi mang oxy tạo thành Oxymyoglobin (MbO
2
) có màu đỏ rực.
MbO
2
là chất dự trữ oxy cho cơ, trong đó Fe có hóa trò II. Màu của MbO
2
có thể
nhận thấy rõ trên bề mặt thòt tươi.
Mb và MbO
2
khi bò oxy hóa thì Fe
2+
chuyển thành Fe
3+
tạo nên Metmyoglobin
(MMb) có màu nâu. Khi nguyên tử Fe ở trạng thái Fe
3+
thì phân tử Mb không có
khả năng kết hợp với oxy nữa.
14
Màu sắc của thòt tươi là do tỉ lệ của 3 chất trên qui đònh. Khi quan sát ta có thể
thấy bên ngoài thòt có màu đỏ tươi ( hồng) còn bên trong thì có màu sậm hơn. Đó
là do các phân tử Mb bên ngoài thòt tiếp xúc với oxy không khí tạo ra MbO
2
. Còn
bên trong thì thiếu oxy nên lượng Desoxymyoglobin và MMb nhiều hơn, gây nên
màu sẫm. Trong một số trường hợp thòt để lâu ngoài không khí hoặc do có tiếp
xúc với chất oxy hóa, phần bên ngoài thòt có lượng MMb nhiều nên có màu đậm

hơn. Phản ứng oxy hóa MbO
2
thành MMb và phản ứng khử ngược lại liên tục xảy
ra trong cơ và cả sau khi súc vật bò giết một thời gian. Để bảo vệ màu sắc của thòt
tươi cần tạo điều kiện để phản ứng khử chiếm ưu thế. Có thể chuyển MMb thành
Desoxymyoglobin khi có mặt các tác nhân khử như Glucose,acid ascorbic hoặc
SO
2
.
{11}
2.3. Protein của khung mạng (connective tissue protein)
Protein của mô liên kết là loại proteinkhông hoàn thiện , khó tiêu hoá ,nhóm này làm
cho bộ xương cử độïng bằng cách tạo ra sự co giãn ở nhóm protein dạng
sợi . Chức năng này đòi hỏi protein mô liên kết phải bền và mạnh ,
các loại protein collagen , reticulin , muxin thường chiếm tỷ lệ nhiều
trong mô liên kết.
Nhóm protein này quan trọng trong tiến trình sản xuất thòt vì nguồn
thòt rẻ hơn có khuynh hướng chứa một lượng lớn protein thuộc nhóm
này . Colagen và elastin là 2 protein chiếùm trên 50% lượng protein
của khung . {12}
a.) Collagen:
Colagen có trong xương trong da trong gân , trong sụn và
trong hệ thống tim mạch . Nó là protein dạng sợi ,không đàn
hồi được do đó bảo vệ cơ chống lại sự kéo căng
.Tropocolagen là đơn vò cơ sở của colagen , có hình trụ (dài
15