Chương 2 Protein

Chương II

PROTEIN

KHÁI NIỆM CHUNG VỀ PROTEIN
1. Đònh nghóa:
− Protein là những polymer sinh học, chứa nitơ, được cấu tạo từ các acid amin, có khối
lượng phân tử lớn hơn 5.000 danton và bò kết tủa hoàn toàn bởi acid tricloacetic 10%
(TCA).
− Protein của mỗi cá thể SV rất khác nhau về chủng loại, số lượng và sự phân bố tại các cơ
quan
2. Nguồn Protein
Protein động vật: Thòt các gia súc, gia cầm, cá, tôm, trứng, sữa,…
Cua, cáy , tép, các động vật thân mềm
Phế liệu lò mổ như tiết và xương.
Protein thực vật: Hạt các loại đậu, đặc biệt là đậu nành.
Bèo hoa dâu, tảo, nấm
Thành phần protein một số loại thực phẩm
Nguyên liệu
Protein
Gan
18 - 19
Tim
16 - 18
Mô cơ thòt gia súc
16 – 22
Trứng (gà, vòt, chim cút)
13 – 15
Sữa bò
3–5
Thòt cá

17 – 21
Tôm
19 – 23
Mực
17 – 20
Ốc
11 – 12
Sò
8–9
Hến
4–5
Đậu nành
34 – 40
Đậu phộng và các loại đậu khác
23 – 27
Bắp
8 – 10
Lúa
7–8
CẤU TẠO PHÂN TỬ CỦA PROTEIN
1. Thành phần nguyên tố
H : 6-7.5%
O : 21-24%
một số protein còn chứa một lượng rất nhỏ các
C : 50-55%
nguyên tố khác như P, Fe, Zn, Cu, Mn, Ca
N : 15-18%
1

S : 0 - 0.24%
Trong đó Nitơ là thành phần ổn đònh nhất (16%), người ta thường đònh lượng Nitơ rồi dựa
vào đó để tính hàm lượng protein: % protein = 100/16 * %N = 6,25 * %N
2. Acid Amin
Đònh nghóa
 Acid amin là đơn vò cấu trúc cơ sở của protein. Các acid amin sẽ liên kết với nhau thành
một phân tử protein.
 Acid amin là dẫn xuất của acid carboxylic trong đó hydro được thay thế bằng nhóm amin
ở vò trí  hay .
 Công thức chung là:


R

CH

COOH

NH2

R

CH

CH2

COOH

NH2

 Có hơn 100 loại acid amin khác nhau trong tự nhiên nhưng chỉ có 22 loại  -acid amin
tham gia vào cấu trúc protein. Tuy chỉ có 22 loại, nhưng sự khác nhau về thành phần và
trình tự sẵp xếp của các acid amin đã dẫn đến sự đa dạng về cấu tạo của protein.
 Trong dung dòch pH = 7, acid amin tồn tại chủ yếu dạng ion lưỡng cực R CH COOPhân loại theo cấu tạo
Nhó
Tên
m
Monoamino
1
monocarboxylic

NH3+

Số
aa
7

2

Diamino
monocarboxylic

2

3

Monoamino
dicarboxylic
amid của aa
dicarboxylic

2

acid amin chứa S

3

4

5

2

Tên aa
Glycin
Alanin
Valin
Leucin
Isoleucin
Serin
Threonin
Lysin Arginin

Aspatic
Glutamic
Asparagin
(R=(NH2)COCH2),
Glutamin
(R=(NH2)COCH2CH2
)

Cystein
(R=(SH)CH2), cystin
(R=(alanin)-S-S(alanin)), methionin

R
(R=H),
(R=CH3),
(R=(CH3)2CH),
(R=(CH3)2CH2CH),
(R=(CH3)(C2H5)CH),
(R=(HO)CH2),
(R=(HO)(CH3)CH)
(R=(NH2)(CH2)4),
((R=(NH2)(NH)CNH(CH2)3)
(R=(COOH)CH2),
(R= (COOH)CH2CH2

2


6

acid amin dò vòng

4

(R=CH3S(CH2)2)
Proline

Oxiproline

HO

7

acid amin nhân thơm

2

COOH

N
H

Tryptophane
Histidin

COOH

N
H

N
HN

Phenylalanine
Tyrosine

N

CH2
CH2

CH2

HO

CH2

Phân loại theo tính chất dinh dưỡng
Acid amin thay thế: cơ thể có thể tổng hợp được từ các aa khác
Acid amin không thay thế: cơ thể không tự tổng hợp được, phải bổ sung đều đặn.
Người lớn:
8 acid amin KTT – Val, Leu, Ileu, Thr, Met, Phe, Try, Lys.
Trẻ em:
8 acid amin trên + Arg, His.
Nhu cầu acid amin không thay thế
stt
Acid amin Nhu cầu, g/ngày stt
Acid amin Nhu cầu, g/ngày
1
Valin
8,8
6
Lysin
5,2
2
Leucin
9,0
7

Tryptophan
1,1
3
Isoleucin
3,3
8
Phenylalanin
4,4
4
Threonin
3,5
9
Histidin
2,0
5
Methionin
3,0
10
Arginin
2,0
Độ hòa tan của một số acid amin trong nước [g/100g nước]
Nhiệt độ [oC]
Acid amin
0
25
50
75
100
L-Alanine
12,73 16,51 21,79 28.51 37.30

L-Cistine
0,005 0,011 0,024 0,052 0,114
L-Glutamic acid
0,341 0,843 2,186 5,553 14,00
Glycine
14,18 24,99 39,10 54,39 67,17
L-Hydroxyproline
28,86 36,11 45,18 51,67
L-Leucine
2,270 2,19 2,66 3,823 5,638
L-Methionine
1,818 3,381 6,070 10,52 17,60
L-Proline
127,4 162,3 206,7 239,0
L-Tryptophane
0,823 1,136 1,706 2,795 4,987
L-Tyrosine
0,020 0,045 0,105 0,244 0,565
3


L-Valine
8,34 8,85 9,62 10,24
Tính chất của acid amin
Tính chất vật lý:
−
Tinh thể, màu trắng, bền ở nhiệt độ 20-250
− Đa số đều có vò ngọt, (glutamate Na bột ngọt, Asp, Lys)
− Tan khá tốt trong nước, mức độ tan có khác nhau.
− Phổ hấp thu: vùng hấp thu tử ngoại 240-280 nm, acid amin nhân thơm như tyr, phe có

phổ hấp thu ở 280nm.
− Tính hoạt quang: Có hai dạng đồng phân quang học, dạng D và L. Protein chỉ chứa aa
dạng L, động vật và thực vật cũng chỉ hấp thu được dạng L, dạng D đôi khi còn có ảnh
hưởng xấu đến quá trình trao đổi chất.
COOH

COOH
H2N

C* H

H

(L.a.acid)

R

C* NH2
R

(D.a.acid)

− Tính bền với acid, base:
→ Dưới tác dụng của acid: không xảy ra hiện tượng racemic hóa, chuyển từ dạng L
sang D.
→ Dưới tác dụng của kiềm: acid amin bò racemic hóa, mất giá trò dinh dưỡng của
acid amin.
Tính chất hóa lý:
Tính điện ly lưỡng cực: vì aa có cả hai nhóm chức –COOH và –NH 2 nên trong dung dòch
nó tồn tại 2 dạng, dạng phân tử và dạng ion lưỡng cực

R

CH

COOH

R

CH

COO-

NH3+

NH2

Trong môi trường acid (H+) sự phân ly nhóm -COOH sẽ bò kìm hãm, phân tử acid amin
tích điện (+) , tác dụng như một base
R

CH

COO-

H+

R

NH3+

CH

COOH

+
NH3

(cation)

Trong môi trường kiềm (dư -OH- ), sự phân ly nhóm -NH2 bò kìm hãm, phân tử acid
amin tích điện (-) , tác dụng như một acid.
R

COO-

CH
NH+
3

OH -

R

CH
NH2

COO-

+

H2O

(anion)

Mỗi acid amin sẽ tồn tại một pH ở đó phân tử acid amin sẽ trung hòa về điện, được
gọi là điểm đẳng điện (pI), khi đó tổng điện tích (-) và (+) sẽ bằng không.
4


PA : pH tại đó phân tử acid amin bắt đầu tích điện (+)
PB : pH tại đó phân tử acid amin bắt đầu tích điện (-)
pH A + pH B
pI =
2
Glycin
pA = 2,34 , pB = 9,60 pI = 5,67
Đa số aa trung tính có pI ở vùng pH acid amin yếu.
Điểm đẳng điện của một số acid amin
Acid amin
Alanin
Arginin
Asparagin
Aspartic
Cistein
Cystin
Glutamin
Glutamic

pI
6,0

10,8
5,4
2,8
5,0
5,1
5,7
3,2

Acid amin
Glycin
Histidin
4-hydroxyprolin
Isoleucin
Leucin
Lysin
Methionin
Phenylalnin

pI
6,0
7,5
5,7
6,0
6,0
9,6
5,7
5,5

Acid amin
Prolin

Serin
Threonin
Tryptophan
Tyrosin
Valin
β-Alanin

pI
6,3
5,7
5,6
5,9
5,7
6,0
6,9

Tính chất hóa học:
[1] Phản ứng với acid Nitrơ HNO2
R

COOH

CH
NH2

+

R

HNO2

CH

COOH

OH

+

N2

+

H2O

Đo lượng Nitơ thoát ra, có thể đònh lượng a. amin (ph. pháp Van-Slyke).
[2] Phản ứng với Formol (formaldehyd)
R

CH

COOH

NH2

+

O

R

HC

CH
N

H

COOH
CH2

+

H2O

Đònh phân acid mới này bằng NaOH (đònh lượng aamin tự do bằng ph. pháp Sorensen)
[3] Phản ứng với ninhydrin:
O

O
O

+R

CH

COOH

OH
O

NH2

O

H

+ NH 3 + CO2 +

O
R C
H

Ninhydrin
ninhydrin khử
Khi pH môi trường lớn hơn 4 , sẽ xảy ra phản ứng tiếo theo . Khi đó ninhydrin khử và NH 3
sẽ tiếp tục phản ứng với ninhydrin tạo ra một phức có màu xanh tím.
O

H

OH
O

O

+ NH3 +

O

O

O

O

+

N
O

2H2O

O
5


Phức Ruheman (xanh tím)
[4] Tạo phức với kim loại nặng:
Tác dụng với kim loại nặng, nhất là kim loại hóa trò II tạo ra muối nội phức, đặc biệt với Cu
tạo màu đặc trưng.
COO
R CH

NH2

NH2

Cu

CH

R

COO

Các kiểu liên kết hóa học của acid amin:
[1] Liên kết peptid:
Gốc –COOH của aa này kết hợp với gốc α-NH2 của aa khác, loại một phân tử nước.
Liên kết peptid rất bền ( > 400kj/mol) , và là cơ sở tạo nên phân tử protein.
R1
NH2

R1

CH COOH

+

HHN CH

COOH

NH2

CH CO

NH CH

R2

R2

liên kết peptid

R1
NH2

COOH

R3

CH COOH

+

HHN CH

COOH

+

HHN

CH COOH

+

HHN CH

R2

R4

R1
NH2

COOH

R3

CH CO

NH CH
R2

CO

NH

CH CO

NH CH

COOH

R4

Những sản phẩm này được gọi chung là peptid.
Tùy độ dài và số liên kết peptid ta có pepton, peptid, polypeptid,…

[2]Liên kết thứ cấp:
Liên kết Hydro:
O
(

C

lk H2
)

(

Liên kết này là liên kết yếu, không bền (8-12 kj/mol).
Số lượng liên kết này rất lớn.

H
N

)

Liên kết Disulphua (cầu–S-S-)
• Liên kết đồng hóa trò
• Rất bền vững (300 kj/mol)
Liên kết ion ( liên kết muối)
• Liên kết tónh điện, tạo bởi các gốc phân cực, mang điện tích (+), (-) có
trong phân tử protein : OH-, NH3+ , COO-, …
• Khá bền (>160 kj/mol)
Liên kết lỵ nước: (Liên kết Val der Walls)
6

• Giữa các nhóm kỵ nước ( -CH3, -C2H5 , -C6H5)
• Không bền (4-8.5 kj/mol))

7


3. Peptid
Đònh nghóa: Chuỗi acid amin liên kết với nhau bằng liên kết peptide. Liên kết peptide rất
bền (>400KJ/mol), và là cơ sở tạo nên phân tử protein.
Phân loại: theo số acid amin có trong chuỗi peptide
2 aa
n=2
dipeptid
số liên kết peptid = 1
3 aa
n=3
tripeptid
số liên kết peptid = 2
n aa
n
polypeptid
số liên kết peptid = n -1
Tính chất:
Phân ly lưỡng cực: tuỳ thuộc số lượng và vó trí các aa thành phần
Tính cảm quan: Đa số peptid có vò đắng (ngọt: Aspartame, Neutrosweet; mặn: taurine)
4. Cấu trúc phân tử của Protein
Cấu trúc bậc I
 Cấu trúc mạch thẳng, là chuỗi polypeptid tạo thành do các acid amin liên kết với
nhau bằng liên kết peptid. Chỉ có một loại liên kết đó là liên kết peptid

 Các gốc R đều ở mạch bên nên chiều dài của chuỗi protein không phụ thuộc tính
chất của các aa mà chỉ phụ thuộc vào số lượng aa.
R1
NH2

R3

CH CO

NH CH

CO

NH

CH CO

R2

NH CH

COOH

R4

Cấu trúc bậc II
Vì tất cả các aa đều có Cα bất đối nên có khả năng quay tự do quanh C α, làm mạch
polypeptid có khuynh hướng hình thành cấu trúc xoắn, cấu trúc bậc II
R1
NH2

C*
H

H
CO

NH C*
R2

R3
CO

NH

C* COOH
H

Cấu trúc xoắn này được ổn đònh nhờ vô số các liên kết hydro giữa gốc –C=O của acid
amin này với gốc –N-H của acid amin thứ ba đứng sau nó. Số lượng liên kết hydro rất lớn.
Do đó tuy là liên kết yếu nhưng vẫn giúp cho cấu trúc xoắn bền vững.

8


Cấu trúc bậc hai là cấu trúc điển hình của các protein dạng sợi: keratin (tóc), collagen (da,
xương), không tan trong nước.
Cấu trúc xoắn α
 Một chuỗi polypeptid có hình xoắn ốc giống như lò xo.
 Mỗi vòng xoắn có 3.6 gốc acid amin (18 gốc tạo 5 vòng xoắn). Mỗi acid amin mhư

một bậc thang cao 1.5 A0 ( 1 A0 = 10 -10 µm).
 Có thể có xoắn α phải và xoắn α trái (cùng và ngược chiều kim đ hồ)
 Rất bền, có số liên kết hydro tối đa, cứ mỗi nhóm -CO-NH- tạo được 2 liên kết
hydro.
Gấp nếp β
 Từ nhiều chuỗi polypeptid, có dạng như một tờ giấy gấp nếp.
 Các mạch duỗi ra và tạo liên kết hydro giữa các nhóm của các chuỗi polypeptid
khác nhau.
Cấu trúc bậc III
- Hình thành do cấu trúc xoắn tiếp tục cuộn tròn
- Liên kết: peptid, hydro, disulfur, kỵ nước, ion, ester,…
- Độ hòa tan tốt, nhờ sự phân bố các gốc háo nước trên bề mặt phân tử.
Cấu trúc bậc IV
- Hình thành do các tiểu cầu bậc 3 kết hợp lại bằng các liên kết ngang
- Liên kết giữa các tiểu cầu: hydro, Van Dervals, ion, nhưng không có cầu disulfur
- Thường có hoạt tính sinh học: enzym, vận chuyển Oxy
- Mất cấu trúc 3, 4 mất hoạt tính sinh học.

5. Phân loại Protein
Protein đơn giản (homoprotein):
Cấu tạo từ một chuỗi polypeptid, sản phẩm thuỷ phân chỉ có a.a. Dựïa vào tính chất hòa tan,
được chia ra những nhóm nhỏ

Nhóm protein
Albumin
MLT=45000
MHT=65000

Phân loại protein đơn giản
Đặc tính

Dung môi
Dạng cầu
Nước
Dễ biến tính bởi nhiệt
Dễ kết tủa bằng

Phân bố
Lòng trắng trứng,
huyết thanh, lecosin
(lúa mì),
9


Globulin

(NH4)2SO4 bão hòa
M = 100000 – 300000

Prolamin

M = 26000 – 40000

Glutelin

M từ 50000 đến vài
triệu danton
M = 8000–10000
Tính kiềm mạnh do
chứa 60 – 80% Arg
Protein kiềm

Protamin

Histon

legumelin(đnành)
Dd muối loãng
Eudestin (hbông)
NaCl,KCl 4-10% Glysin (đ.nành)
Archin (đphộng)
Huyết thanh
Ethanol 70-80% Gliadin (l.mì)
Hordein (đ mạch)
Zein (bắp)
Kiềm, acid loãng Glutelin (lúa mì),
(0,2 – 2%)
Orizenin (lúagạo)
Nước và các loại Nhân tế bào
khác
Phấn hoa
Tinh dòch cá
nt
Nhân tế bào

Protein phức tạp (heteroprotein):
Chuỗi polypeptid liên kết với một nhóm phi protein như glucid, lipid,...gọi là nhóm ngoại.
Tùy vào nhóm ngoại ta chia protein phức tạp ra các nhóm như sau:

Protein
Nucleoprotein

Mucoprotein

Lipoprotein

Phosphoprotein

Metalo-protein
Cromo-protein

Phân loại protein phức tạp
Phi protein
Đặc điểm
Acid nucleic Gắn vào các a.a kiềm
Glucid và
Glycoprotein: lkếtPro-Glu
một số acid là lkết đồng hóa trò
Mucoid(muxin): liên kết
P-Glucid là liên kết ion
Lipid:
Vận chuyển lipid
triglycerid,
phosphatid
Acid
Lkết ester với -OH của
phosphoric Ser hay Thr
KL-Fe, Mg,
Cu, Zn, …
Chất màu

Vchuyển, dự trữ kim loại;

Coenzym
quang hợp, h hấp, phứng
oxyhóa khử

Tồn tại
Nhân và ribosom
Mô liên kết, máu,
hormon
Nước miếng
huyết tương, màng tbào,
hdiệp lục, óc, sữa,…
Casein (sữa), Vitelin,
vitelinin, photvitin
(trứng)
Hemoglobin
Hemoglobin (đỏ)
Rodopsin (vàng, n. ngoại
caroten)

TÍNH CHẤT CỦA PROTEIN
1. Tính chất vật lý
[1] Hình dạng:
Sợi: Tỉ lệ dài / rộng = hàng trăm, hàng nghìn
10


Protein cấu trúc (keratin lông, tóc, fibroin, miozin của cơ)
Không tan trong nước, bền với các tác nhân hóa học, cấu trúc rất bền chặt.
Cầu: Tỉ lệ trục lớn / trục nhỏ = 4,5 ÷ 20. Protein chức năng (enzym, hormon,…)
Dễ tan trong nước và dd muối loãng, nhạy cảm với các phản ứng hóa học

Trung gian: Cấu trúc sợi, không dài lắm. Tương đối dễ tan. Fibroin (tơ), miofibrin (cơ)
[2] Kích thước, trọng lượng phân tử
Một protein có kích thước trung bình có 100 – 500 acid amin
Khối lượng phân tử từ vài ngàn đến vài triệu dalton
Protein
Citocrom C
Ribonuclea
Liozim
Mioglobin
Tripsine
Bromelin
Pepsine
Albumin trứng

M
11600
12700
14400
17800
24000
25000
36000
44000

Protein
Hemoglobin
Albumin huyết thanh
Hexokinase
Lactatdehydrogenase
Catalase

Urease
Miozin
Virus thuốc lá

M
64500
69000
96000
150000
250000
483000
620000
40590000

[3] Tính khuếch tán:
Protein khuếch tán chậm hơn rất nhiều so với các chất có khối lượng phân từ nhỏ. Dựa vào
tính chất này, có thể làm sạch protein bằng phương pháp thẩm tích (dyalise)
[4] Tính chất quang học:
Khuếch tán ánh sáng: các hạt protein trong dd gây ra hiện tượng khuếch tán ánh sáng.
Khúc xạ ánh sáng: Chỉ số khúc xạ (chiết xuất) phụ thuộc nồng độ protein trong dung dòch
Hấp thu ánh sáng: dd protein hấp thụ ánh sáng có bước sóng 180–220nm và 250–300nm.
2. Tính chất Hóa lý
Tính điện ly lưỡng cực: pI phụ thuộc vào tính điện ly của các a.a thành phần, trong phân
tử protein chứa acid amin. Nếu acid amin tích điện thì protein cũng tích điện. Và
cũng tùy thuộc pH mà sự tích điện thay đổi (pI là pH đẳng điện của protein).
Protein
pI
Protein
pI
Protein

pI
Pepxin
1.0
Tripxin
10.5 Hemoglobin
6.8
Gelatin
4.9
Citocrom
10.6 Ribonuclease
7.8
Albumin trứng
4.6
Prolamin
12.0
Alb.huyết thanh
4.9
Cazein
4.7
Globulin
5.2

11


3. Tính năng công nghệ: là tập hợp tất cả những tính chất hóa lý của protein gây ra những
biến đổi trong quá trình chế biến và bảo quản.
[1] Tính hydrat hóa: khả năng kết hợp với nước
Các nhóm ưa nước trên bề mặt phân tử protein (-COOH, NH 2 , -OH,…) có khả năng hydrat
hóa rất cao, kết hợp với các phân tử nước nhờ liên kết hydro tạo thành một lớp vỏ hydrat

dày 3 A0, giúp phân tử protein bền vững trong dung dòch. Protein ngâm vào nước sẽ ngậm
nước và trương nở, không phân tán
[2] Tính hòa tan – tạo tủa:
 Protein có tính hòa tan tốt thì tính hydrat hóa không cao và ngược lại.
 Lớp vỏ nước làm các phân tử protein trượt khỏi nhau và phân tán trong dung môi.
 Tính chất hòa tan protein phụ thuộc nhiều yếu tố: pH, nhiệt độ (>50 oC), dung môi,
nồng độ muối (0,5%; (NH4)2SO4 > MgCl2 > NH4Cl > NaCl > KCl),… là những yếu tố
làm phá vỡ lớp vỏ hydrat của protein.
 pI = pH đẳng điện, là pH tại đó tính tan của protein thấp nhất.
[3] Sự biến tính: (denaturation)
 Biến tính (BT) là sự thay đổi cấu trúc không gian của protein dưới tác động của môi
trường, dẫn đến sự thay đổi của các tính chất ban đầu của protein.
 BT chỉ làm thay đổi cấu trúc bậc II, III, IV mà không làm thay đổi cấu trúc bậc I.
 Biến tính thuận nghòch: Nếu loại bỏ tác nhân gây biến tính, phân tử protein khôi
phục lại cấu hình không gian ban đầu, khôi phục lại những tính chất đầu.
 Biến tính bất thuận nghòch: Không trở lại tính chất ban đầu. Lkết cầu disulfua bò đứt.
 Tính chất protein sau khi biến tính : Độ hòa tan giảm; Khả năng hydrat hóa giảm;
Mất hoạt tính sinh học; Dễ bò thủy phân hơn; Độ nhớt dung dòch tăng.
 Các tác nhân gây biến tính:
Nhiệt độ :
Tăng 10 0C thì tốc độ biến tính tăng 600 lần
Biến tính do nhiệt độ cao: > 60 0C
Biến tính do nhiệt độ thấp:
pH: quá cao hay quá thấp gây biến tính không thuận nghòch
Muối kim loại: muối Na, K < muối KL kiềm thổ < muối KL chuyển tiếp Cu, Fe,..
Bức xạ: tia bức xạ γ, α, UV, siêu âm làm đứt cầu disulfur, liên kết ion,…
Cơ học: nhào, trộn, cán, đánh,…
[4] Khả năng tạo gel:
 Khi protein bò biến tính, các mạch polypeptid bò duỗi ra và liên kết với nhau tạo
thành một mạng lưới không gian ba chiều. Mỗi chỗ tiếp xúc là một nút mạng. Mạng

lưới protein này có khả năng giữ nước trong mạng cử chúng, trạng thái này được gọi
là trạng thái gel của protein.
 Các nút mạng có thể được tạo thành do lk kỵ nước, lk hydro, hay lk tónh điện
 Acid hóa nhẹ hoặc thêm các chất đồng tạo gel (polysaccharide)để gel chắc hơn.
[5] Khả năng tạo nhũ
Phân tử protein có những nhóm ưa nước và những nhóm kỵ nước, do đó nó có khả năng vừa
kết hợp với H2O và vừa kết hợp với các hạt dầu, làm giảm sức căng bề mặt phân pha.
[6] Khả năng tạo bọt
12


Bọt thực phẩm thường chứa không khí hay CO 2, ép sát vào nhau có hình đa diện. Màng của
bọt khí có cấu trúc protein. Protein biến tính làm tăng độ bền bọt
[7] Hấp phụ
Do có bề mặt phân tử lớn, nên protein có trường lực phân tử lớn và có khả năng hấp phụ
các chất K,L,R khác nhau.
[8] Khả năng tạo sợi
Khi các protein bò biến tính duỗi mạch liên kết theo một trục cố đònh, nó sẽ tạo sợi. Điều
chỉnh pH về giá trò pI và bổ sung thêm các polysaccharide ái nước để tăng độ bền vững cho
sợi protein.
4. Các phản ứng đặc trưng
Phản ứng Lorry
- Thuốc thử Lorry chứa LiSO4 và molipdat Na
- Tác dụng với các a.a có vòng thơm, hấp thu cực đại ở 750 nm
- Độ nhạy cao, tạo phức màu xanh tím, có thể phát hiện protein trong khoảng nồng độ
1µg/mL.
- Cường độ màu tùy thuộc nồng độ protein và loại protein. Một số chất có thể tăng hay
giảm cường độ màu, do đó muốn kết quả chính xác phải tinh sạch protein trước
Phản ứng Biure
- Chỉ xảy ra đối với dipeptide trở lên. Tạo phức tím hồng với CuSO 4 trong môi trường

kiềm. Cực đại hấp thu tại 540 nm
CuSO4 + 2NaOH

H
C
O

N

Cu(OH)2 + Na2SO4

CH
R1

C

H

R2

O
N
H

CH

C

N

O

R4

O
CH
R3

C

N

CH

H

+NaOH

13


OH
N

C
OH

CH

C

R2
N

OH

CH

C

R1

N

OH

CH

C

R4
N

CH

R3

Cu(OH)2
R2
C

R1

CH

N

O

O

N

C

CH

N
CH
C

Cu

C

R3
OH

N
CH

R4

(Phức màu xanh tím)

CHUYỂN HOÁ PROTEIN TRONG CƠ THỂ
1. Sự chuyển hóa Protein
Protein trong thức ăn khi đi vào cơ thể sẽ tham gia quá trình chuyển hóa.
Protein thức ăn

Thủy phân

Acid amin

Oxy hóa
Tổng hợp

Các sản phẩm chuyển hóa
Tổng hợp protein cho cơ thể

Dạ dày:
• Niêm mạc dạ dày tiết ra tiền enzym pepsinogen, hoạt hóa nhờ dòch dạ dày có HCl
pH 1.5  2.2  pepsin hoạt động.
• Enzym pepsin hoạt động thủy phân sơ bộ protein thành polypeptid
Ruột:
• Các tiền enzym tripsinogen, chimotripsinogen, protease được hoạt hóa bởi các phản
ứng dây chuyền.
• Protein bò thủy phân hoàn toàn thành acid amin nhờ các enzym này.
• Các acid amin sẽ được vận chuyển qua thành ruột, vào các mao mạch vào máu, theo
máu đi tới các cơ quan.
2. Sự chuyển hóa acid amin

•

Sinh tổng hợp protein mới (phần lớn)

•

Chuyển hoá theo nhóm NH2

•

Chuyển hoá theo nhóm COOH

•

Chuyển hoá theo nhóm - R

14


•

Một phần nhỏ acid amin: quá trình oxy hóa khử sinh học tạo ra nhiệt lượng Q (giải
phóng hóa năng sẵn có), tạo thành khung C (dẫn xuất acid amin) cần thiết cho quá trình
trao đổi chất, sinh tổng hợp chất có hoạt tính sinh học.

Chuyển hóa acid amin theo –NH2 (quá trình desamin hóa)
a. Desamin hóa theo phản ứng thuỷ phân:
R

CH

COOH

+

H20

R

CH

COOH

+

NH3

OH

NH2

b. Desamin hóa theo phản ứng khử:
R

CH

COOH + H2

Enzym

R

COOH + NH3

CH2

NH2

c. Desamin hóa theo phản ứng oxy hóa:
R

CH

COOH

R

NAD
NADH

NH2

C

H2 O

COOH

R

C

COOH

+

NH3

O

NH

d. Desamin hóa theo phản ứng khử nội phân tử:
R

CH2

CH

R

COOH

CH2

COOH + NH3

CH
NH2

NH2

Chuyển hoá theo gốc –COOH
a. Decarboxyl hóa:
R

CH

R

COOH

CH2

NH2 + CO 2

NH2

b. Tạo adenylat:
O
R

CH
NH2

COOH +

R
ATP
Adenosin Triphosphate

CH

C
AMP

NH2

+

P-P

Pyrophosphate

Aminoacyl adenylate

Chuyển hóa qốc R
a. Tyrosin từ Phenylalanin
O

CH2

CH
NH2

COOH

[O]

HO

O

CH2

CH

COOH

NH2

b. Alanin từ acid pyruvic

15


CONH2

CONH2
COOH
C

O

COOH

CH2

+

CH3

CH2

C

CHNH2

CH3

COOH
(glutamin)

(piruvic)

CH2

+

O

CH2
CHNH2
COOH
(a. glutamic)

(alanin)

c. Chuyển acid amin
Cetoacid A + Acid amin B = Acid amin A + Cetoacid B

R1

CH

COOH

+

R2

CH

COOH

R2

CH

NH2

O

COOH

+

R1

CH

COOH

NH2

O

3. Sự chuyển hóa các sản phẩm cuối
NH3
Động vật: tạo acid amin mới
R

C

COOH + NH3

R

- H 2O

C

O

COOH

R

NADH2
NAD

NH

C

COOH

NH2

Thực vật: kết hợp với acid hữu cơ thành muối amon
COOH

COONH4
+

COOH

CO2

2NH3

COONH4

thải ra trong quá trình hô hấp

Chu trình Ornithin: tổng hợp Ure, chuyển hóa NH3 và CO2

16


COOH

NH2
O

C

NH2

NH

NH

COOH

(CH2)3

N

C

CH2

NH2

CH

C

COOH

NH

COOH

(CH2)3

(CH2)3

CH2

NH

CHNH2

CHNH2

CHNH2

CHNH2

COOH

COOH
Aspartic

COOH

COOH

Xitrulin

COOH
Acid carbamic

CH
COOH
Acid fumaric

Arginin

Argino succinic

NH2

CH

NH2
C

O
OP
Carbamyl phosphate

CHUYỂN HOÁ PROTEIN TRONG CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN TP
1. Sự chuyển hóa trong quá trình chế biến
[1] Thủy phân
• Tác nhân thủy phân là OH-, H+ (hóa học), enzym protease (sinh học)
Protein
Peptid
Pepton
Acid amin

• Protein
peptid + acid amin (gây hiện tượng đắng)
• Acid amin + đưòng
phản ứng Maillard (tạo Melanoidin)
• Acid amin tham gia các phản ứng oxy hóa
H
C

N

O
Liên kết peptid

+

H2O

C

OH

+

NH2

O

17

+H2O

R

CH

COOH

-CO2

R

CH2

OH

OH
R

CH

-CO2

COOH

R

CH2

NH2

R

CH

COOH

NH2
-NH3

-CO2

R

CHO

O

CH2
N
H

CH

CH3

COOH
N

NH2

H

Acid Aspartic

Cysteine,Cystine, Methionine

N

Scartol

CH3

CH2

Indol

H

SH

Ethyl mercaptide

CH2OH

CH2

SH

Ethanol mercaptol

• Ứng dụng phản ứng thủy phân trong chế biến
 Thủy phân hoàn toàn: Magi, nước tương, nước mắm, Philatob,…
 Thủy phân không hoàn toàn: chao, mắm, …

[2] Biến tính
• Mất hoạt tính sinh học: chế phẩm enzym
• Mất tính hòa tan: bột sữa, bột trứng
• Gây đông tụ: trứng, nước mắm
• Tạo được trạng thái cấu trúc mong muốn
• Tạo gel, làm đông: fromage, yaourt, đậu hũ, …
• Tạo độ xốp, độ đàn hồi, độ dai: bánh bông lan, bánh mì, chả, …
Điều kiện bảo quản:
• Khử enzym ( tia cực tím, nhiệt độ)
• Giảm độ ẩm (avv) ( sấy, lạnh đông, thêm các chất hút ẩm: đường,muối)
• Bổ sung các chất ức chế vi sinh vật.
• Bổ sung các tác nhân làm bền,
VAI TRÒ CỦA PROTEIN
1. Vai trò sinh học: không thể thiếu được
18


 Xúc tác: enzym.
 Vận chuyển các chất: hemoglobin, mioglobin (ĐV có xương sống)
hemoxiamin (ĐV không xương sống)
 Điều khiển chuyển động: mô cơ (chuyển động trượt lên nhau của hai sợi protein, sợi
to chứa miozin, sợi mảnh chứa actin, troponiozin, troponin)
 Bảo vệ: các loại kháng thể (Interferon chống nhiễm vi rút, pritein tham gia quá trình
đông máu,…).
 Truyền xung thần kinh: rodopxin ở mắt

 Điều hòa: quá trình truyền thông tin di truyền, điều hòa quá trình trao đổi chất,
protein hoocmon, protein ức chế đặc hiệu enzym.
 Kiến tạo chống đỡ sinh học: dạng sợi (sclerobin lớp vỏ ngoài côn trùng fibroin của
tơ tằm, tơ nhện, collagen, eslastin của mô liên kết mô xương đảm bảo độ mềm dẻo
của xương)
 Dự trữ dinh dưỡng: cung cấp acid amin cho cơ thể
2. Vai trò dinh dưỡng
 Là hợp chất chủ yếu cấu tạo tế bào, là thành phần không thể thiếu được trong khẩu
phần ăn hàng ngày
 Thiếu protein:
 Suy dinh dưỡng, sút cân, chậm lớn, giảm khả năng miễn dòch đối với một số bệnh.
 Bất bình thường trong hoạt động của một số cơ quan chức năng, gan, tuyến nội tiết,
hệ thần kinh.
 Thay đổi cấu tạo và hình thái của xương (giảm lượng Ca, tăng lượng Mg)

3. Vai trò trong Công nghệ thực phẩm
 Tạo cấu trúc, hình khối, tạo trạng thái cho sản phẩm thực phẩm:
Protein của tơ cơ, của thòt mới tạo được cấu trúc gel của giò lụa.
Ruột bánh mì xốp do khả năng tạo bọt và do tính tạo gel của gliadin, glutelin bột mì.
Protein hòa tan của malt mà bọt CO2 trong bia mới bền
Cazein sữa, đông tụ phomai
Gelatin tạo gel ( có trong da động vật ) bền
 Tạo nên chất lượng thực phẩm:
Acid amin + đường  sản phẩm màu nâu và hương đặc trưng của vỏ bánh mì.
Acid amin + polyphenol của lá chè  mùi chè đặc trưng
Có khả năng cố đònh đường
TINH SẠCH PROTEIN
Nguyên tắc và những điều cần chú ý khi tách và tinh chế protein
- Luôn giữ nhiệt độ thấp (-100C)
19

- Tránh pH quá cao hay quá thấp
- Khi tách protein bằng các dung môi hữu cơ phải tiến hành nhanh
- Nếu thu nhận protein thường, phải vô hoạt enzym tránh phản ứng thủy phân.
Phá hủy tế bào và rút chiết protein
- Cơ học : nghiền với cát, máy nghiền, đông lạnh,
- Hoá học : acetone, ethylic, glycerine,
- Hoá lý : thẩm thấu khuếch tán, thẩm tích,…
- Sinh học : enzym celullase
Phương pháp tách hỗn hợp protein
- Khối lượng phân tử: lắng, ly tâm siêu tốc
- Tính hòa tan :điều khiển bằbg dung mội, muối,…
- Hấp phụ : sắc ký cột, HPLC, sắc ký điện di
Protein concentrate và isolate
- Protein concentrate chứa 65% protein , chỉ qua một lần tách protein
- Protein isolate chứa 90% protein , qua hai lần tách protein
Đậu nành

Đậu nành

Xay bột

Xay bột

Tách béo

Tách béo

Chỉnh pI=4,6

Chỉnh pH=10

Lọc

Lọc bã

Sấy

Chỉnh pI=4,6

P. Conc

Bã

Lọc
Sấy

P. isolate

20


21