ỨNG DỤNG PROTEIN TRONG THỰC PHẨM TRONG HÓA SINH THỰC PHẨM. Protein đóng vai trò quan trọng trong sự hình thành nên những tính chất đặc trưng riêng của sản phẩm, vì nhiều sản phẩm thực phẩm có thành phần protein rất cao Protein tham gia hình thành nên cấu trúc, mùi vị, trạng thái của thực phẩm Protein có khả năng tham gia vào các quá trình tạo gel, tạo màng, tạo bột nhão, tạo bọt, tạo nhũ hóa và cố định mùi trong các thực phẩm.
Trang 1ỨNG DỤNG PROTEIN TRONG THỰC PHẨM
Giới thiệu chung
Potein là một trong những thành phần quan trọng của thực phẩm cung cấp những tiền chất cho quá trình sinh tổng hợp protein của cơ thể
Protein đóng vai trò quan trọng trong sự hình thành nên những tính chất đặc trưng riêng của sản phẩm, vì nhiều sản phẩm thực phẩm có thành phần protein rất cao
Protein tham gia hình thành nên cấu trúc, mùi vị, trạng thái của thực phẩm
Protein có khả năng tham gia vào các quá trình tạo gel, tạo màng, tạo bột nhão, tạo bọt, tạo nhũ hóa và cố định mùi trong các thực phẩm
1 Khả năng tạo gel
Khi phân tử protein bị biến tính, cấu trúc bậc cao (cấu trúc bậc 2,3,4) bị phá hủy, mạch phân
tử bị giãn ra, các cấu tạo hóa học trước đây có thể nằm ẩn bên trong bây giờ xuất hiện ra ngoài Các mạch polypeptid bị duỗi ra có thể tiếp xúc với nhau và liên kết với nhau tại các vị trí gọi là nút mạng, tạo thành dạng không gian ba chiều hình mạng lưới Tại các vị trí tiếp cận gần nhau (nút mạng) có thể hình thành các liện kết bền hoặc không bền Liên kết bền như sự hình thành cầu canxi (R1 - Ca - R2), cầu disulfua (R1 - S - S - R2) Liên kết không bền như liên kết hydrro, liên kết tĩnh điện, tương tác giữa các nhóm kỵ nước vv Mạng lưới không gian ba chiều, trong đó có chứa các phân tử của pha phân tán (nước) tạo thành một hệ đồng nhất gọi là gel Gel là một trạng thái cấu tạo của sản phẩm Các loại gel khác nhau có độ mềm, dẻo khác nhau Gel được hình thành với cấu tạo mạng lưới không gian ba chiều với các nút mạng có các liên kết bền thường cứng, khó bị phá vỡ khi gia nhiệt Gel được hình thành với cấu tạo mạng lưới không gian ba chiều với các nút mạng có các liên kết không bền như liên kết hydro có độ mềm dẻo và bị phá vỡ khi gia nhiệt, nghĩa là khi gia nhiệt gel bị nóng chảy Tóm lại, khi các phân tử protein bị biến tính tập hợp lại thành mạng lưới không gian có trật tự gọi là sự tạo gel Các sản phẩm thực phẩm có dạng gel protein như giò, chả, phomat, bánh mì
Tạo gel protein được sử dụng không chỉ để tạo thành các gel cứng, gel nhớt mà còn đồng thời cải thiện được tính chất hấp thụ nước, tính độ dày, cải thiện lực liên kết của các tiểu phần và để làm bền các hệ nhũ tương, hệ bọt thực phẩm
Trang 2 Yếu tố cần thiết để hình thành dạng gel là phải làm biến tính protein Người ta thường gia nhiệt, hoặc tác động cơ học (như giã giò, nhồi bột bánh mì) để phá vỡ cấu trúc bậc cao của các phân
tử protein và tạo điều kiện để chúng thiết lập nên một trạng thái trật tự mới - trạng thái gel
2 Khả năng tạo bột nhão
Trong bột mì có chứa thành phần protein gọi là gluten, thành phần protein của bột mì cao hơn bột gạo, bột sắn, bột ngô vì vậy bột mì được sử dụng làm bánh mì, bánh nướng có độ nở, xốp Khi hòa bột với nước, gluten và tinh bột thấm nước, trương nở và nhào trộn tác động đến gluten làm chúng có thể thiết lập dạng mạng trong đó có các phân tử tinh bột, làm khối bột (Protein của gluten bột mỳ ) có khả năng giữ khí, cố kết, dẻo và có thể tạo hình vì vậy khi nướng sẽ tạo nên cấu trúc xốp
3 Khả năng tạo màng
Protein như gelatin còn có khả năng tạo màng Màng này do các gelatin tạo ra chủ yếu bằng các liên kết hidro nên có tính thuận nghịch
Các màng thu được thường mỏng, mịn, ngậm nước, có thể cuốn lại, xếp ép hoặc cắt
Khi nhiệt độ trên 300 độ C thì tan chảy và để nguội thì tái lập
4 Khả năng nhũ hóa
Nhũ tương là hệ phân tán của hai chất lỏng không trộn lẫn vào nhau, trong đó một chất ở dưới dạng những giọt nhỏ của pha bị phân tán, còn chất kia ở dưới dạng pha phân tán liên tục, ví dụ
hệ nhũ tương dầu trong nước hoặc nước trong dầu Nhiều nhũ tương thực phẩm còn chứa các bọt khí, có thể có thêm các chất rắn phân tán Những sản phẩm là nhũ tương như sữa, kem, bơ, mayonnaise vv
Nhũ tương là hệ không bền, luôn có xu hướng hợp giọt để phân pha và phá vỡ cân bằng của
hệ Để làm cho hệ nhũ tương bền, nghĩa là làm cho các giọt luôn ở trạng thái phân tán, không hợp giọt, người ta có thể sử dụng các biện pháp sau:
- Cho các chất điện ly vô cơ vào để làm cho các giọt tích điện và đẩy nhau
- Bổ sụng các chất hoạt động bề mặt có cấu trúc lưỡng cực để làm giảm sức căng bề mặt giữa 2 pha
- Cho thêm các chất có phân tử lượng lớn hòa tan được trong pha liên tục như polysaccharide để làm tăng độ nhớt của pha liên tục làm cho các giọt không hợp lại được với nhau để phân pha
Trang 3- Bổ sung thêm protein vào hệ nhũ tương để chúng hấp phụ vào bề mặt của liên pha sẽ giữ cho các giọt luôn ở trạng thái phân tán Khi protein được hấp thụ vào bề mặt liên pha sẽ tạo những tính chất
cơ lý như độ nhớt, độ đàn hồi, có tác dụng bảo vệ các giọt làm cho chúng không hợp lại với nhau được Ngoài ra, phụ thuộc vào pH môi trường, protein có thể mang điện tích, khi chúng hấp thụ trên
bề mặt liên pha sẽ tạo lực đẩy tĩnh điện làm cho hệ nhũ tương bền
5 Khả năng tạo bọt
Các bóng bọt thường chứa không khí hoặc khí CO2, áp suất bên trong bóng bọt cao hơn bên ngoài làm chúng dễ vỡ Muốn cho bóng bọt được bền thì màng mỏng bao quanh bóng bọt phải đàn hồi và không thấm khí Khi có mặt của protein thì chúng sẽ hấp thụ lên bề mặt liên pha (giữa pha khí và pha lỏng) sẽ làm cho màng mỏng bao quanh bóng bọt có được tính đàn hồi và không thấm khí, giữ hệ bọt bền Các chất tạo bọt thực phẩm thường là protein như lòng trắng trứng, máu, protein đậu nành vv
6 Khả năng cố định mùi
Protein có khả năng cố định được các chất mùi Các protein có thể hấp phụ chất mùi hoặc liên kết với các chất mùi Sự hấp phụ thông thường do sự hình thành các liên kết không bền giữa chất mùi với protein Cũng có những trường hợp chất mùi liên kết với protein bằng liên kết đồng hóa trị, và đây là sự "cố định" bền vững không thuận nghịch Sự liên kết có thể xảy ra giữa các nhóm chức của các gốc axit amin với nhóm chức của gốc tạo mùi Nhờ khả năng giữ mùi của protein mà người ta có thể tạo cho sản phẩm có những mùi đặc trưng và bền