Biến đổi protein trong CB và BQ thực phẩm
Phần một
: SƠ LƯC VỀ SỰ CHUYỂN HOÁ PROTEIN
TRONG CƠ THỂ
I. Thuỷ phân protein
Ở dạ dày nhờ có môi trường HCl và enzim pepsin, protein của thức ăn bò thuỷ
phân, tạo thành chủ yếu hỗn hợp polipeptit ( còn gọi là pepton).
Ở ruột, nhờ các enzim pepsin, chimotripsin, cacboxipeptiđaza xúc tác cho quá
trình thuỷ phân polipeptit thành hỗn hợp các aminoaxit. Các aminoaxit sinh ra được
hấp thụ qua thành ruột, theo máu về gan, đi tới các mô và tế bào. Một phần
aminoaxit được dùng để tái tổng hợp protein cho cơ thể, phần khác được phân giải
để cung cấp năng lượng cho cơ thể hoạt động.
II.Sự phân giải aminoacid
Trong cơ thể, các aminoaxit bò phân giải qua các phản ứng sau:
1. Phản ứng desamin hoá( loại nhóm amino)
a. Phản ứng desamin hoá-oxi hoá.
Nhờ xúc tác của enzym, nhóm amino bò loại ra khỏi phân tử aminoacid, tạo thành
cetoacid và amoniac:
R
CH
COOH
O
R
C
COOH
O
NH
3
+
b. Phản ứng trao đổi nhóm amino.
Nhờ tác dụng xúc tác của enzym aminotranferase

R
1
CH
COOH
NH
2
R
2
C
COOH
O
R
1
C
COOH
O
R
2
CH COOH
NH
2
enzim
+
+
2. Phản ứng descarboxyl hoá(loại nhóm carboxyl)
Nhờ tác dụng xúc tác của enzym descarboxylase, nhóm carboxyl bò loại khỏi
phân tử aminoacid, tạo thành amin hoặc aminoacid (nếu descarboxyl hoá acid
monoamino dicarboxylic)
1
Biến đổi protein trong CB và BQ thực phẩm

R
CH
COOH
NH
2
R
CH
2
NH
2
CO
2
enzim
+
III. Các sản phẩm cuối cùng của sự phân giải aminoacid
Quá trình phân giải aminoaxit tạo ra cetoacid, acid carboxylic và amoniac.
Các cetoacid và carboxylic tiếp tục tham gia vào chu trình Krep đã bò oxi hoá thành
carbonic và nước . Như vậy sản phẩm cuối cùng của sự phân giải aminoacid là
carbonic, nước và amoniac. Khí carbonic được thải ra ngoài cơ thể, nước tham gia
vào quá trình trao đổi chung, amoniac(gây độc cho cơ thể) được chuyển hoá thành
những chất không hoặc ít độc ( như glutamin, asparagin, ure) bằng các cách sau:
1.Amit hoá các acid monoamino dicarboxylic
Amoniac phản ứng với axit glutamic hoặc axit aspactic, tạo thành glutamin hay
asparagin.
Thí dụ:
HOOC
CH
2
CH
2

CH
COO
NH
3
ATP
Glutaminsinteza
Mg
2+
or
Mn
2+
H
2
N
C
CH
2
CH
2
COO
CH
+NH
3
ADP
Pv
O
+
+
+ +
2.Ure hoá khí carbonic(tổng hợp ure)

Amoniac phản ứng với khí cacbonic tạo thành ure theo một chu trình gồm nhiều
phản ứng, gọi là chu trình ure. Phương trình phản ứng tổng quát của chu trình ure:
NH
3
CO
2
ATP
OH
2
H
2
N
C
NH
2
O
AMP PP Pv
+ + + + + +
IV. Sinh tổng hợp protein
Một phần aminoacid được dùng để tái tổng hợp protein cho cơ thể. Quá trình tổng
hợp diễn ra chủ yếu trong các riboxom của tế bào, gồm 4 giai đoạn:
1. Giai đoạn hoạt hoá aminoaxit
2
Biến đổi protein trong CB và BQ thực phẩm
Xảy ra hai quá trình phản ứng , cả hai phản ứng đều cần enzim aminoaxyl-tARN
xúc tác. Mỗi aminoacid cần một loại enzym tương ứng, như vậy 21 aminoaxit cần 21
enzim khác nhau. Nhờ tác dụng của enzym, aminoacid kết hợp với ATP tạo ra
aminoaxyl-AMP-enzim có khả năng phản ứng cao:
Aminoacid + ATP [Aminoaxyl-AMP-enzym] + PP
Sau đó, aminoaxyl-AMP-enzym tương tác với tARN, tạo ra aminoaxyl-Tarn:

[Aminoaxyl-AMP-enzim] + tARN Aminoaxyl-Tarn + AMP + enzym
2. Giai đoạn khởi đầu tổng hợp polypeptide
Nhờ mARN (tức ARN khuôn) bắt đầu xảy ra phản ứng tổng hợp “phức hợp” đầu
tiên của polypeptide từ aminoacid đã được hoạt hoá.
3. Giai đoạn kéo dài chuỗi polipeptit
Nhờ ARN khuôn mẫu, GTP và các yếu tố khác, phân tử aminoaxit thứ hai( đã
được hoạt hoá) tiếp tục gắn vào “phức hợp” đầu tiên(ở giai đoạn hai). Quá trình này
được lặp lại với các phân tử aminoacid tiếp theo.
4. Giai đoạn kết thúc tổng hợp protein
Sau khi giai đoạn phát triển mạch kết thúc, chuỗi polipeptide vừa được tao thành
và cả tARN đều tách rời khỏi riboxom.
Quá trình sinh tổng hợp protein trong có thể xảy ra qua 4 giai đoạn, nhưng với tốc
độ rất nhanh. Thí dụ để tổng hợp một phân tử protein chứa khoảng 300 gốc
aminoaxit chỉ mất khoảng 30 giây.
Phần hai
: BIẾN ĐỔI CỦA PROTEIN TRONG QUÁ TRÌNH
CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN
A- PHẢN ỨNG THUỶ PHÂN
Protein polypeptide peptids peptone acid amin
I. Bằng tác nhân hoá học
1.Thuỷ phân bằng acid:
* Thuỷ phân hạn chế các liên kết peptide
3
Biến đổi protein trong CB và BQ thực phẩm
- Sẽ làm biến đổi mạch bên của protein như khử nhóm acid của asparagin và
glutamin, khử phospho của phosphsery và phá huỷ các gốc tryptophan.
- Một số protein thực vật sau khi thuỷ phân sẽ tạo thành các sắc tố và các dẫn
xuất có mùi thơm của thòt. Một số dòch thuỷ phân của các protein nảy được trung
hoà bằng xut, lọc và được sử dụng làm tác nhân tạo hương.
- Khi đun nóng protein thực vật trong HCl có nồng độ 1-3M, ở

C
0
100
trong thời
gian 10 – 15 h để tăng lượng nitơ phi protein lên ba lần, có thể tăng độ hoà tan lên
rất nhiều và do đó làm tăng tính chất bề mặt của gluten lên.
* Thuỷ phân hoàn toàn các liên kết peptide
- Dưới tác dụng của acid và ở nhiệt độ cao ( HCl 6N ,
CC
00
107100 −
, 20 – 72 giờ)
protein bò thuỷ phân, không xảy ra hiện tượng racemic hoá.
2. Thuỷ phân bằng kiềm:
* Thuỷ phân hạn chế ( đun nóng protein trong NaOH có pH = 11- 12,5 ,
CC
00
9570 −
, từ 20 phút đến vài giờ)
- Tạo ra những peptide lưỡng cực có các mạch bên kỵ nước và có một nhóm
carboxyl có cực ở tận cùng.
- Dùng để hoà tan và trích ly các protein ít hoà tan cùa thực vật, của vi sinh vật
và của cá.
* Thuỷ phân hoàn toàn
- Dưới tác dụng của kiềm (NaOH 4 -8N .
2
)(OHBa
14% , đun sôi trong 18- 29 giờ)
protein bò thuỷ phân , acid amin bò racemic hoá, các oxy acid bò deamin hoá, một
phần cystein và cystin bò phá hỏng, arginin phân huỷ thành ornithin và ure. Vậy tác

dụng của kiềm sẽ làm mất giá trò dinh dưỡng của acic amin khi chuyển từ dạng L
sang D.
II. Bằng enzym
Sử dụng các protease như bromelin, papain, neutrase, tripsine, pepsine…
1. Thuỷ phân hạn chế
*Trong chế biến
- Thủy phân hạn chế và đặc hiệu thường có tác dụng làm đông tụ protein.
Ví dụ: dùng chimozin để kết tủa các casein của sữa : chimozin chỉ cắt một liên
kết peptide giữa gốc
105
Phe
và gốc
106
Met
để giải phóng ra một đoạn glucopeptide
háo nước và chính nhờ vậy mới xảy ra sự động tụ tiếp theo của phân tử paracaseinat
K kỵ nước.
- Thuỷ phân hạn chế để hoà tan protein vì sau khi bò thuỷ phân hạn chế độ hoà
tan của protein tăng lên do đã tạo ra được những đơn vò polypeptide bé hơn, háo
nước hơn và dễ sonvat hoá hơn.
4
Biến đổi protein trong CB và BQ thực phẩm
+ Thuỷ phân một phần có tác dụng làm cho quá trình trích ly và tinh chế protein
vốn ban đầu kém hoà tan được dễ dàng.
Ví dụ: isolat protein đậu nành khi bò thuỷ phân ở mức độ 3% hay 8% (pH= 3 hoặc
5,5) thì độ hoà tan sẽ có giá trò tương ứng là 10% hoặc 50-80%.
+ Thuỷ phân từng phần làm cho protein có độ hoà tan tốt hơn ở tất cả giá trò pH
vì lúc này protein không tự tạo ra được các tập hợp lớn nay cả ở pH đẳng điện. Được
ứng dụng để làm giàu lượng protein cho các đồ uống có vò chua ( acid hoá) và có xử
lý nhiệt.

- Thuỷ phân từng phần cũng được dùng để cải tiến các tính chất nhũ hoá và tạo
bọt của các protein bò biến tính nhiệt. Do tăng độ hoà tan làm cho sự khuếch tán của
protein đến bề mặt liên pha không khí/ nước và dầu/ nước được dễ dàng. Tuy nhiên
khi mức độ thuỷ phân vượt quá 3 - 5% thì độ nhớt và chiều dày của của màng mỏng
protein được hấp thụ là không đủ để làm bền các nhũ tương và các bọt.
* Trong bảo quản
- Sự thủy phân thường giải phóng ra các peptide có dính các gốc leuxin hoặc
phenylalanin có vò đắng nên làm giảm tính cảm quan của sản phẩm.
2.Thuỷ phân hoàn toàn : thuỷ phân hoàn toàn protein thành các acid amin . Tạo
ra các sản như nước mắm , tạo ra nguồn acid amin không thay thế để bổ sung vào
các loại thực phẩm có nguồn protein kém hoặc không hoàn hảo.
B- PHẢN ỨNG OXY HOÁ KHỬ
Khi bảo quản các thực phẩm giàu protein thường xảy ra hiện tượng ôi thối làm
mất giá trò dinh dưỡng của thực phẩm. Nguyên nhân là do tác dụng của các enzym
có trong thực phẩm và vi sinh vật xâm nhập từ môi trường ngoài
I.Phản ứng khử amin:
R - CH - COOH + H
2
R - CH
2
- COOH + NH
3
NH
2
enzim của vi sinh
vật hiếu khí
II.Phản ứng khử nhóm Cacboxyl:
R - CH - COOH
NH
2

R - CH
2
- NH
2
+
CO
2
5
Biến đổi protein trong CB và BQ thực phẩm
Phản ứng này tạo thành các amin khác nhau. Từ lysin tạo thành cacdaverin, từ
hystidin tạo thành hystamin , là những chất độc.
III.Phản ứng khử amin khử cacboxyl
R - CH - COOH
NH
2
+ O
2
R - CO - COOH + NH
3
R - CO - COOH + NH
3
R - CH = O
+ CO
2
decacboxlaza
R
CH COOH
OH
R CH
2

OH + CO
2
CO
2
NH
2
CH COOH + H
2
O
R
OH + NH
3
R CH
OH
IV. Phản ứng tạo thành mercaptan
Thường xảy ra đối với các acid amin chứa lưu huỳnh như cystein, cystine,
methionin.
CH
2
SH
CH NH
2
COOH
+ 2H
CH
2
SH
CH
3
+ CO

2
+ NH
3
etylmercaptide
V.Phản ứng tạo scatol, indol, cresol, phenol
Trong quá trình hoạt động sống các vi sinh vật gây thối rữa thường gặp trong
đường ruột và trong quá trình cất giữ protein các acid amin vòng chuyển hoá thành
các sản phẩm độc như :scartol, indol, cresol, phenol
- Phản ứng tạo thành cresol, phenol:
6
Biến đổi protein trong CB và BQ thực phẩm
OH
CH
2
CH COOH
NH
2
OH
CH
3
OH
phenol
cresol
tyrosin
- Phản ứng tạo scatol, indol
H
N
CH
2
- CH - COOH

NH
2
OH
2
+
H
N
CH
2
- CH - COOH
OH
+
NH
3
Triptophan Axit indoloxypsopinic
+
H
N
CH
2
- CH - COOH
OH
O
2
H
N
CH
2
- COOH
+ H

2
O + CO
2
Axit indolaxetic
H
N
CH
2
- COOH
+ CO
2
H
N
CH
3
Scatol
H
N
CH
3
+
O
2
H
N
+ H
2
O + CO
2
Indol

VI.Phản ứng tạo di-trimethylamin từ các lipoprotein
Phần lipid sau khi tách từ lipoprotein sẽ bò chuyển hoá thành các di-trimethylamin
7
Biến đổi protein trong CB và BQ thực phẩm
Ví dụ:
CH
3
- N - CH
2
- CH
2
- OH
CH
3
CH
3
OH
N
CH
3
CH
3
CH
3
[O]
O = N
CH
3
CH
3

CH
3
colin
trimethylamin
oxytrimethylamin
VII. Phản ứng tạo thành phosphin
Xảy ra với phosphoprotein và nuleoprotein. Nguồn tạo thành phosphin là các acid
phosphoric có trong protein được giải phóng khi bò phân huỷ :

H
3
PO
4
3O
2
PH
3
Phosphin là khí không màu, mùi thối, rất độc.

Ngoài những phản ứng trên thì lipid khi bò oxy hoá sẽ tạo các gốc tự do có khả
năng kết hợp với phân tử protein ở các nhóm chức ở mạch nhánh và gây ra những
biến đổi không mong muốn trong cấu trúc protein làm giảm giá trò dinh dưỡng của
thực phẩm.
C – SỰ BIẾN TÍNH PROTEIN
I.Các biện pháp vật lý:
1. Gia công cơ học:
- Nghiền khô bột protein hay protein cô đặc nhằm tạo bề mặt lớn, tăng khả năng
hoà tan, hấp thụ nước, hấp thụ chất béo, tạo bọt.
- Đồng hóa các huyền phù hay dung dòch protein (của sữa): do lực cắt mạnh làm
nát vụn các tập hợp protein (micelle) thành các dưới đơn vò nên tăng khả năng nhũ

hóa.
- Tạo bọt: lực cắt làm biến tính bề mặt và tập hợp protein.
- Tạo bột nhão, tạo sợi, nấu đùn: lực cắt làm các phân tử protein sắp xếp lại, trao
đổi các cầu disulfur, tân tạo mạng lưới protein. Động tác kéo vuốt, nhào trộn nhiều
lần làm cho mạng protein, nhất là xoắn α bò phá hủy.
2. Xử lý nhiệt:
Là công đoạn phổ biến và quan trong cho các sản phẩm thực phẩm. Tuỳ mức độ
gia nhiệt mà chất lượng thực phẩm tốt hơn hay kém đi.
a. Gia nhiệt ở nhiệt độ cao :
8
Biến đổi protein trong CB và BQ thực phẩm
* Gia nhiệt vừa phải: protein chỉ bò biến tính.
- Các độc tố có bản chất protein thực phẩm (enterodoxin của Staphylococus
aureces) hay các chất kìm hãm enzym tiêu hóa (antitrypsin Kunitz và Bowman trong
hạt đậu tương) trong nguyên liệu sẽ mất độc tính.
- Chần hoặc nấu (khi đóng hộp rau quả) làm vô hoạt các enzin (protein,
polyphenoloxidase, lypoxydase) vốn tạo ra màu sắc, mùi vò xấu và giảm hàm lượng
protein của thực phẩm.
- Các protein như glyxinin đậu tương, ovalbumin, colagen cũng dễ tiêu hóa hơn
do mạch peptide duỗi ra, để lộ các gốc acid amin tạo điều kiện tác dụng thuận lợi
cho protease.
* Gia nhiệt trên 100
0
C: xảy ra phản ứng khí amin. Tuy không ảnh hưởng
đến giá trò dinh dưỡng nhưng sự xuất hiện lại các nhóm carboxyl làm thay đổi pI và
các tính chất của protein.
* Gia nhiệt kiểu thanh trùng ở nhiệt độ trên 110 – 115
0
C: một phần các
gốc cystein trong thòt, cá, sữa bò phá huỷ tạo thành H

2
S, acid cysteic, dimethylsulfur
và các hợp chất bay hơi khác làm cho sản phẩm có mùi đặc trưng.
* Gia nhiệt khan trên 200
0
C (khi rán thòt, cá): Tryptophan bò vòng hóa tạo
ra
γβα
,,
- carbolin:
N
H
R
NH
2
N
R
N
H
NH
2
CH
3
R
N
H
α- carbolin β- carbolin γ- carbolin
( R = H hay
3
CH

) ( R = H hay
3
CH
) ( R = H hay
3
CH
)

* Gia nhiệt ở nhiệt độ cao trên 200
0
C ở pH trung tính hay kiềm:
- Thủy phân liên kết peptide và đồng phân hóa các gốc acid amin tạo hỗn hợp
racemic. Đồng phân D làm giảm giá trò dinh dưỡng 50%, giảm độ tiêu hóa của
protein (các liên kết peptide chứa D – acid amin khó bò thuỷ phân hơn), có thể gây
độc tỷ lệ với lượng được hấp thu qua màng chắn ruột.
9
Biến đổi protein trong CB và BQ thực phẩm
- Phá huỷ một số acid amin: arginin chuyển thành ornitin, ure, citrulin và
amoniac, cystein chuyển thành dehydroalanin. Trong môi trường kiềm: serin,
threonin và lysin bò phá huỷ.
- Tạo cầu nối đồng hóa trò lysinoalanin, ornitinoalanin, lantionin giữa gốc
dehydroalanin (DHA) ở mạch peptide này với gốc lysin, ornitin, cystein ở mạch
peptide khác.
Gốc DHA tạo ra do phản ứng loại (khử)
β
gốc cystein hoặc phosphoserin:
NH
CH
CH
2

X
C
O

OH
C
O

C
CH
2
X
NH
NH
C
CH
2
C
O

+

X
-
( X là SH hoặc
PO
3
H
2
)

Mạch pepticle chứa gốc lysin, onitin, cystein kết hợp với mạch peptide chứa gốc
DHA theo sơ đồ

NH CH CO
NH
CH CO
(CH
2
)
3
NH CH
(CH
2
)
4
CO
gốc lysin
gốc ornitin
gốc cystein
CH
2
NH
2
NH
2
SH
NH
CH CO
CH
2

NH
NH
CH CO
CH
2
CH CO
CH
2
NHNH
CH
2
S
CO
(CH
2
)
4
NH CH
(CH
2
)
3
CH CO
NH
NH CH CO
CH CO
CH
2
CH CO
CH

2
NH
NH
CH CO
CH
2
NH
cầu lysinoalanin
cầu ornitinalanin
cầu lationin
10
Biến đổi protein trong CB và BQ thực phẩm
Protein chứa cầu đồng hóa trò kiểu này thường bò giảm giá trò dinh dưỡng. Có thể
dùng NH
3
để hạn chế tạo các cầu nối, tuy nhiên việc xử lý kiềm và xử lý nhiệt vừa
phải chỉ tạo ra lượng rất nhỏ lysinoanilin và đồng đẳng của nó.
* Xử lý nhiệt thòt hoặc cá ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ thanh trùng còn tạo cầu
đồng hóa trò kiểu isopeptide giữa gốc lysin ở mạch peptide này và gốc glutamic hay
aspartic ở mạch peptide khác

CH
CO
(CH
2
)
4
HN
NH
CO (CH

2
)
2
CH
C O
NH
cầu isopeptide
Về mặt dinh dưỡng: giảm độ tiêu hóa, hệ số sử dụng và giá trò sinh học của
protein. Mặt khác do hiệu ứng không gian của các cấu glutamil – lysyl hay aspartyl
– lysyl làm chậm quá trình tiêu hóa.
b. Gia nhiệt có pH :
- Gần pH: dung dòch protein đậm đặc sẽ tạo gel. Nếu đun nóng kéo dài, một số
gel sẽ bò phá huỷ.
- Khi có mặt các cation, đặc biệt là Ca
2+
thuận lợi cho sự tập hợp, nhiệt độ tạo gel
sẽ giảm, nhất là khi các nhóm carboxyl bò ion hóa ở pH > pI Ca
2+
còn làm cứng các
gel đã hình thành do nhiệt (gel đậu phụ).
c. Ở nhiệt độ thấp :
- Protein có tỷ lệ acid amin kỵ nước / háo nước cao dễ bò biến tính ở nhiệt độ
thấp.
- Ở nhiệt độ lạnh đông, một số protein sẽ tập hợp và kết tủa.
Ví dụ: actomiosin của cá bò cứng giảm khả năng giữ nước, micelle casein trong
sữa bò kết tủa, lòng đỏ trứng bò đặc và tạo gel; sự chảy dòch của gel sau khi bảo quản
và làm tan giá là do tăng tương tác protein – protein ở điều kiện lạnh đông.
d. Sấy, phơi :
Protein sẽ có độ xốp cao khi khử nước nhanh chóng dưới dạng hơi bằng cách lấy
thăng hoa hay sấy phun. Vì khi đó chỉ tạo sự tập trung tối thiểu các tiểu phần cũng

như sự di chuyển tối thiểu các muối và glucid đến bề mặt sấy.
II. Các biện pháp hóa học:
11
Biến đổi protein trong CB và BQ thực phẩm
1. Thay đổi pH:
- Đưa pH đến acid hay kiềm: protein sẽ cố đònh được các anion và cation đồng
thời thay đổi khả năng hòa tan.
Ví dụ: Ca
2+
làm giảm tính hòa tan tại pH trung tính hay kiềm NaCl làm giảm tính
hoà tan tại pH kiềm, tăng tính hòa tan tại pI.
- Đưa pH đến kiềm yếu: do lực đẩy tónh điện của các nhóm carboxyl đã ion hóa,
các protein thấp phần tử sẽ hoà tan.
Ví dụ: protein của điện phụ sau khi sấy phun có độ hòa tan cao, tính chất bề mặt
và hấp thụ nước tốt.
- Với protein đậu tương: kiềm hóa đến pH = 10 – 12 rồi trung hòa làm cho protein
giãn mạch; sau đó sấy phun thì protein sẽ tạo gel khi được hydrat hóa ở nhiệt độ
thường. Cách này cũng làm tăng độ nhũ hóa và dễ bò kết tủa bởi Ca
2+
của globulin.
- Ở pH thích hợp và có các ion đa hóa trò hay chất đa điện ly sẽ tăng khả năng tạo
cầu nối ion giữa các phân tử protein.
Ví dụ:
° Ở pH trung tính hay kiềm, Ca
2+
và các chất tạo phức liên kết các nhóm
carboxyl hay phosphoseryl tạo các calci proteinat đều tan và dễ tạo gel khi đun
nóng. Trong sản xuất phomat nóng chảy (75-105
0
C), thêm 3% phụ gia polyphosphat

làm giảm kích thước micelle casein (do lấy Ca
2+
), tăng tương tác kỵ nước giữa siêu
micelle và lipid nên làm bền các nhũ tương hóa.
° Thòt muối bằng polyphosphat vàNaCl giữ nước tốt do sự phân ly protein
và tạo phức với Ca
2+
2. Xử lý bằng dung môi:
- Mục đích khử các phospholipid, nước, muối vô cơ, glucid hòa tan khi chuẩn bò
các protein.
- Xử lý bằng dung môi có độ phân cực khác nhau thường để lộ vùng kỵ nước mà
trước đó bò che khuất làm cho protein kết tủa không thuận nghòch (ở pH trung tính
hay pI). Phục hồi tính tan bằng cách dùng hỗn hợp nước và dung môi có cực (etanol,
iso propanol).
12
Biến đổi protein trong CB và BQ thực phẩm
Ví dụ: kết tủa protein bằng dung môi có thể tạo gel: Dung dòch 8% protein đậu
nành tạo gel với etanol 20%, nếu nồng độ etanol > 40% sẽ gây kết tủa protein do
tương tác protein – protein chiếm ưu thế so với protein – nước.
3. Gắn vào protein các nhóm chức:
- Thay đổi độ có cực của protein dẫn đến thay đổi khả năng tương tác của protein
với các chất khác.
- Gắn vào protein các nhóm cacboxyl ion hóa được tạo lực đẩy tónh điện, protein
bò phân ly, giãn mạch, thay đổi tính tan (cả ở pI).
Ứng dụng:
+ Trích ly các protein từ vi sinh vật hay thực vật.
+ Tăng khả năng hấp thụ nước và độ bền nhiệt, tăng độ nhạy khi kết tủa
bởi Ca
2+
.

+ Tăng khả năng tạo gel của protein cá.
+ Tăng khả năng tạo nhũ và tạo bọt
- Đưa các nhóm phosphat hay sulphat vào gluten: tăng khả năng hấp thụ nước,
tạo gel, tạo măng.
- Gắn vào protein các chất hoạt động bề mặt (natri dodecylsulfat): có vai trò như
chất đệm giữa vùng kỵ nước của protein và môi trường háo nước phá hủy tương tác
kỵ nước, làm giãn mạch và biến tính protein.
- Các chất tẩy rửa dạng anion làm cho protein tích điện âm (ở pH gần trung tính),
làm tăng lực đẩy bên trong và biến tính protein.
4. Tạo cầu đồng hóa trò:
- Tạo protein kỵ nước nhờ đưa vào protein các nhóm không cực (acyl hóa khử hay
alkyl hóa khử nhóm
ε
-NH
2
, thiol hay hydroxyl)
Mức độ kỵ nước phụ thuộc bản chất acid amin hay acid béo sử dụng (mạch dài
hay ngắn) và tỷ lệ phản ứng.
Ví dụ: Sự acetyl hóa
° Tăng tính nhũ hóa của protein sữa và glycinin đậu nành (do phân tử trở
nên rất lưỡng cực).
° Giảm tính hấp thụ nước của protein đậu nành.
13
Biến đổi protein trong CB và BQ thực phẩm
- Tạo các cầu disulfur bằng phản ứng oxy hóa vừa phải các nhóm thiol khi có mặt
không khí, bromat hay enzym oxy hóa.
Ví dụ: Cải thiện tính nhớt dẻo của gluten trong công nghệ bánh mì.
Cầu disulfur có thể bò phá hủy khi có các chất khử như: cystein, acid ascorbic,
β
-

mercaptoethanol hay môi trường kiềm. Protein bò khử thường hòa tan tốt hơn và dễ
làm sạch hơn nhưng bò mất một số tính chất (tạo gel).
- Tạo liên kết đồng hóa trò với acid amin không thay thế để tăng giá trò dinh
dưỡng protein.
Ví dụ:
Gắn methionin vào protein đậu nành.
III. Một số ứng dụng
1. Tạo gel
a. Một số sản phẩm thường gặp
Protein có tác dụng tạo độ cứng, độ đàn hồi, tăng khả năng hấp thụ nước, tạo độ
dày, tạo lực liên kết (bám dính) giữa các tiểu phần, làm bền nhũ tương và bọt cho
các sản phẩm thực phẩm như: phomát, giò lụa, giò cá (kamaboko), gel gelatin, đậu
phụ, bánh mì (bột nhào), thòt giả (protein thực vật), yaourt, kẹo dẻo, thòt đông,…
b. Tính chất tạo gel của một số protein thực phẩm
* Protein của cơ vân :
- Là tác nhân gắn kết trong thòt “tái tạo”, các loại giò; tác nhân làm bền nhũ
tương trong xúc xích; tác nhân làm mòn và đàn hồi trong Kamaboco.
- Tính chất đặc trưng của sản phẩm phụ thuộc bản chất và độ tươi của nguồn
protein.
* Protein của sữa:
Khả năng đông tụ của các micelle casein dùng để chế biến phomát và các sản
phẩm từ sữa.
* Protein của trứng:
- Protein của lòng trắng trứng là tác nhân tạo gel và gắn kết tốt nhất.
Ví dụ: Conalbumin và ovalbumin có pI = 4,6, biến tính ở 57 – 65
0
C và 72 – 84
0
C,
ở nồng độ trên 5% có thể tạo gel trong khoảng pH rất rộng (3 đến 11).

14
Biến đổi protein trong CB và BQ thực phẩm
2. Tạo kết cấu và tạo hình các sản phẩm thực phẩm
a. Đông tụ nhiệt và tạo màng mỏng
- Do gel gelatin tạo ra chủ yếu bằng liên kết hydro, có tính thuận nghòch : trên
30
o
C thì tan chảy, để nguội thì tái lập.
Ví dụ:
+ Màng thu được do đông tụ dung dòch đặc protein đậu tương thường
mỏng, mòn, ngậm nước, có thể cuộn lại, ép và cắt.
+ Màng mỏng lipoprotein tự hình thành trên bề mặt sữa đậu nành khi để ở
95
0
C trong vài giờ.
b. Tạo sợi
- Protein thực vật (đặc biệt là đậu tương) và các protein sữa bò biến tính, duỗi
mạnh, được gia cố tại pI, sau đó sắp xếp đònh hướng theo một trục gọi là quá trình
kéo sợi. Có thể sử dụng hay không sử dụng chất kết dính (polysaccharide ái nước
làm tăng số liên kết hydro, gelatin, lòng trắng trứng, gluten).
- Ứng dụng: từ protein hình cầu (thực vật) tạo các sản phẩm tái kết cấu protein
dạng sợi tương tự jambon, thòt gia cầm, thòt cá.
- Khi đun nóng, nhiều phomát bò nóng chảy thường có xu hướng tạo sợi.
c. Phương pháp đùn nhiệt dẻo
- Hỗn hợp protein và polysaccharide đã hydrat hoá đến 10 – 30% sau khi chòu
nhiệt độ, áp suất cao và cường độ lực cắt lớn sẽ tạo thành kết cấu bọt, khô và rất
phồng. Khi tái hydrat hoá ở 60
0
C, thu được cấu trúc sợi, xốp, hơi đàn hồi, bền khi
thanh trùng, có độ nhuyễn khá giống thòt.

Điều kiện: protein ban đầu có độ hoà tan khá, khối lượng phân tử cao.
- Ứng dụng: tạo hình các protein thực vật (casein, gluten).
- Khi đông tụ nhiệt cho protein có hàm lượng nước trên 60 – 80%, các màng
hoặc gel tạo ra sẽ ngậm nước, không phồng. Có thể tăng độ cứng bằng tác nhân tạo
mạng lưới như glutaraldehyd.
- Ứng dụng: tạo hình máu, thòt, cá (đã rút xương).
3. Tạo bột nhão và kết cấu xốp của sản phẩm
15
Biến đổi protein trong CB và BQ thực phẩm
- Các protein gliadin và glutenin của gluten bột mì có khả năng tạo bột nhão mang
tính cố kết, dẻo và giữ khí, khi gia nhiệt sẽ tạo cấu trúc xốp cho bánh mì.
- Cơ chế tạo bột nhão (thành phần chính: bột mì, H
2
O, NaCl).
Thành phần các chất trong bột nhão
Thành phần Số lượng
(theo trọng lượng)
Vai trò
Bột mì
Nước
Natri clorua
Nấm men
Malt
Muối amon
Đường (saccharose hoặc
glucose)
Bột sữa (đã tách bơ)
Lipid
Calcipropionat
Vitamin

100
50 - 65
2
2
0,5
0,5
6
6
4
0,2
Vết
Nguồn gluten, tinh bột, lipid
Tác nhân hóa dẻo
Tạo vò, làm cứng gluten
Lên men để tạo
2
CO
Nguồn amylase, protease
Cơ chất cho nấm men
Tạo vò, màu, cơ chất cho nấm
men
Tạo vò, màu, tác dụng đệm pH
Cải biến kết cấu
Tác nhân chống vi sinh vật
Tăng giá trò dinh dưỡng
+ Khi thêm H
2
O, NaCl và nhào trộn 10 – 20 phút, protein sẽ hấp thụ nước,
giãn mạch từng phần, sắp xếp lại tạo nên liên kết kò nước và các cầu disulfur mới.
Sau đó, màng mỏng protein bao quanh các hợp phần khác trong bột mì được thiết lập.

Khối bột đàn hồi và dễ chảy gọi là bột nhão.
+ Sau khi lên men từ 2 – 3h, khí CO
2
tạo ra làm bột nhão phồng lên dưới
dạng những túi khí được bao bằng màng mỏng gluten. Tính chất của màng: dễ kéo
giãn, thay đổi hình dạng, không thấm khí (giữ được CO
2
và trương phồng), đàn hồi
(tạo cấu trúc xốp); giữ nước (sản phẩm có độ mềm sau khi nướng).
- Khi nướng ở nhiệt độ trên 70 – 80
0
, một phần H
2
O giải phóng khỏi protein, được
hồ tinh bột hấp thụ; một phần được giữ lại tạo độ mềm cho ruột bánh (40 – 50%
H
2
O). Các protein hoà tan (albumin, globulin) biến tính, tạo gel, góp phần hình thành
ruột bánh.
16
Biến đổi protein trong CB và BQ thực phẩm
- Có thể thêm vào sản phẩm các protein ngoại (của đậu tương hay sữa đã biến tính
nhiệt vừa phải) để tăng giá trò dinh dưỡng. Bằng cách sử dụng các chất gắn kết
(glycolipid của bột mì, chất hoạt động bề mặt).
4. Tạo nhũ
- Nói chung, các protein là chất làm bền nhũ tương thực phẩm. Các protein có
tính chất tạo nhũ tốt:
• Tốt nhất là các caseinat: độ hòa tan cao, có độ giãn mạch tự nhiên, vùng
háo nước và ưa béo tách biệt.
• Micelle casein: sữa bột đã tách kem.

• Actomiosin: protein của thòt và cá.
• Protein đậu tương (nhất là các isolat đậu phụ).
• Protein huyết tương và glolin của máu
- Một số sảm phẩm thường gặp : sữa kem, kem đá, bơ, phomat nóng chảy, thòt
nghiền nhỏ làm xúc xích.
5. Tạo bọt
- Các protein tạo bọt tốt: lòng trắng trứng, globin, hemoglobin, gelatin,
lactorerum, micelle casein, casein
β
, protein lúa mì (glutenin), protein đậu tương,…
- Một số sản phẩm thường gặp: kem ướp lạnh, kem đá, bọt bia, bánh mì, lòng
trắng trứng đánh dậy bọt…
- Sơ lược về quá trình làm kem : kem là một hệ thống nhũ tương và bọt, thành
phần gồm sữa, kem, đường, chất thơm, chất làm bền (
≤
1%)
+ Thanh trùng hỗn hợp từ 25- 30 phút ở 65- 82
0
C, để vài giờ ở 4
0
C. Chất béo sẽ
đóng rắn làm khô kem, chất làm bền tạo gel với pha nước làm tăng độ nhớt hỗn hợp,
giảm sự tạo thành tinh thể đường và đá (có thể kết hợp đánh khuấy ).
+Làm lạnh nhanh đến -6
0
C , đánh khuấy với không khí để tạo bọt.sau đó ở nhiệt
độ không qua ù-8
0
C. Bọt bền do màng protein tạo gel và đông lại.
Kem bò vỡ rất nhanh khi tan chảy do màng protein quá mềm, làm không khí từ các

bọt thoát ra.
D- PHẢN ỨNG MAILLARD
Là phản ứng tạo màu giữa acid amin và đường, sản phẩm tạo ra là những hợp
chất có màu sẫm và có mùi đặc trưng (melanoidin)
17
Biến đổi protein trong CB và BQ thực phẩm
I. Sự tạo màu của phản ứng Maillard
Dựa vào mức độ màu sắc của sản phẩm có thể chia thành ba giai đoạn liên tiếp
nhau:
- Giai đoạn đầu:
+ Sản phẩm của giai đoạn đầu không màu và không hấp thụ ánh sáng cực tím.
+ Gồm phản ứng ngưng tụ carbonylamin và phản ứng chuyển vò Amadori.
- Giai đoạn thứ hai:
+ Sản phẩm của giai đoạn này không màu hoặc có màu vàng nhưng hấp thụ
mạnh ánh sáng cực tím.
+ Gồm các phản ứng khử nước của đường, phân huỷ đường và các hợp chất amin.
- Giai đoạn cuối:
+ Sản phẩm của giai đoạn cuối có màu nâu đậm (do sự tạo nên các polymer
không no hoà tan và không hoà tan trong nước nhưng đều có màu nâu đậm và có tên
gọi chung là melanoidin)
+ Gồm phản ứng ngưng tụ aldol, trùng hợp hoá aldehydamin, và tạo thành hợp
chất dò vòng chứa nitơ.
II. Sự tạo mùi của phản ứng Maillard
Trong quá trình gia nhiệt các acid amin tương tác với đường và tạo thành các
aldehyd và các reduton theo sơ đồ phảh ứng như sau:
hexose + pentose + acid amin
furfurol + oxymethylfurfurol + các aldehyd + các reducton +
Bản thân các furfurol và oxymethylfurfurol là những aldehyd vòng có mùi đặc
trưng.
Furfurol có mùi táo do đường pentose tạo thành , còn oxymethylfurfurol có mùi

dễ chòu và do đường hexose tạo thành.
Ngoài hai aldehyd trên còn có các aldehyd khác được tạo thành do sự tương tác
giữa acid amin với furfurol hoặc với các reducton. Điều này có nghóa là hương thơm
của thành phẩm là do các acid amin quyết đònh.
Ví dụ: từ leucin sẽ cho aldehyd có mùi thơm của bánh mì ; từ glycin sẽ cho
aldehyd có mùi mật và mùi thơm bia ; từ valin và phenylalanin sẽ cho aldehyd có
mùi thơm dòu của hoa hồng …
III. Điều kiện để phản ứng Maillard xảy ra
18
Biến đổi protein trong CB và BQ thực phẩm
1. nh hưởng của acid amin và đường
- Đối với peptide, protein thì khả năng phản ứng do nhóm
2
NH−
quyết đònh,
2
NH−
có trong protein càng nhiều thì khả năng phản ứng càng mạnh.
- Đối với acid amin thì khả năng tham gia phản ứng phụ thuộc vào độ dài của
mạch carbon và vò trí nhóm amin so với nhóm carboxyl (nhóm amin càng xa nhóm
carboxyl thì tham gia phản ứng càng mạnh), α- acid amin hoạt động kém hơn β-acid
amin.
-Các acid amin sẽ cho sản phẩm những mùi và độ sẫm màu khác nhau.
Ví dụ: Glycocol phản ứng nhanh cho màu rất đậm và có mùi bia và vò hơi chua
Alanin phản ứng rất chậm cho màu nâu sẫm và có mùi thơm hoa hồng
Leucin cho sản phẩm màu không đáng kể nhưng có mùi bánh mì rõ rệt
- Đối với đường khử thì điều kiện cần thiết để tạo phản ứng melanoidin là có
nhóm carboxyl.
Ví dụ: Glucose phản ứng mãnh liệt nhất, rồi đến galactose và lactose
Fructose phản ứng nhanh hơn glucose

Saccharose không phản ứng với acid amin
- Ngoài ra cường độ phản ứng melanoidin còn phụ thuộc vào tỉ lệ giữa nồng độ
đường và nồng độ acid amin (tỉ lệ giữa acid amin và đường thích hợp nhất là 1/2
hoặc 1/3 ), tuy nhiên phản ứng vẫn có thể tiến hành ngay cả khi tỉ lệ trên rất nhỏ
(1/40 – 1/300)
2. nh hưởng của nước
- Sự có mặt của nước là điều kiện cần thiết để tiến hành phản ứng, nồng độ tác
chất càng cao lượng nước càng ít thì tạo melanoidin càng mạnh.
3. Ảnh hưởng của nhiệt độ và pH
- Nhiệt độ : ở
CO
0
và dưới
CO
0
phản ứng không xảy ra, khi tăng nhiệt độ thì tốc
độ phản ứng tăng lên rất mạnh mẽ. Ở những nhiệt độ khác nhau thì sản phẩm tạo ra
sẽ khác nhau : từ
C100 - C95
00
phản ứng cho sản phẩm có tính cảm quan tốt nhất, ở
nhiệt độ quá cao thì melanoidin tạo ra có vò đắng và mùi khét.
- pH : có thể tiến hành phản ứng trong một khoảng pH khá rộng. Trong môi
trường kiềm thì phản ứng xảy ra nhanh, còn trong môi trường acid (pH =3) thì quá
trình tạo melanoidin rất yếu nhưng nếu ta tăng nhiệt độ thì phản ứng vẫn xảy ra.
19
Biến đổi protein trong CB và BQ thực phẩm
4. Chất kìm hãm và chất tăng tốc phản ứng melanoidin
- Chất kìm hãm : dimedon (dimethyldihydrorezorxin), acid ascorbic,
32

SOH
…
- Chất tăng tốc : muối của acid lactic, dung dòch đệm phosphat.
IV. Phản ứng Maillard trong chế biến và bảo quản thực phẩm
Như đã nêu ở trên phản ứng giữa acid amin và đường xảy ra trong điều kiện rất
dễ dàng, do đó phản ứng này rất phổ biến trong chế biến và bảo quản thực phẩm.
Tuỳ thuộc yêu cấu về tính cảm quan của từng sản phẩm mà người ta hoặc tạo điều
kiện để tăng cường phản ứng đến tối đa, hoặc kìm hãm phản ứng đến mức tối thiểu.
1. Trong chế biến
- Trong sản xuất bánh mì: tạo ra màu sắc và vỏ cho bánh mì.
- Trong sản xuất bia: tạo ra màu sắc và hương vò cho malt bia.
- Trong sản xuất thuốc lá: tạo màu sẫm cho thuốc lá.
- Trong sản xuất rượu: phản ứng tạo melanoidin gây tổn thất tinh bột và đường,
kìm hãm hoạt động của enzym nấu nguyên liệu với một lượng lớn nước để
khắc phục ảnh hưởng xấu của phản ứng này đồng thời giảm tổn thất đường và tăng
hiệu suất rượu.
- Trong sản xuất đường: làm cho đường bò sẫm màu khi cô đặc giảm tính cảm
quan.
2. Trong bảo quản
Phản ứng melanoidin không những làm giảm tính cảm quan của sản phẩm mà
còn giảm giá trò dinh dưỡng của sản phẩm( do mất đi một số acid amin khônng thay
thế như cystein, methionin, lysin…)
- Làm cho sirô và nước quả cô đặc bò sẫm màu khi bảo quản nhất là ở nhiệt độ
cao.
- Trong đồ hộp rau và quả : làm xấu đi màu sắc và hương thơm tự nhiên của sản
phẩm.
Tài liệu tham khảo
20
Biến đổi protein trong CB và BQ thực phẩm
1. Lê Ngọc Tú (chủ biên), Nguyễn Ngọc Cẩn, Bùi Đức Hợi, Lưu Duẩn, Ngô

Hữu Hợp, Đặng Thò Thu. Hoá học thực phẩm. Nhà xuất bản khoa học kỹ
thuật, 2003.
2. Lê Ngọc Tú (chủ biên),La Văn Chứ, Đặng Thò Thu, Nguyễn Thò Thònh, Bùi
Đức Hợi, Lê Doãn Diên. Hoá sinh công nghiệp. Nhà xuất bản khoa hoc và
kỹ thuật, 2004.
3. Đặng Văn Liễu, Nguyễn Văn Tòøng. Cơ sở hoá học hữu cơ (tập 3). Nhà
xuất bản giáo dục, 2001.
21
Biến đổi protein trong CB và BQ thực phẩm
Mục lục

Trang
Phần một: Sơ lược về chuyển hoá protein trong cơ thể
I. Thuỷ phân protein ……………………………………………………………………………………1
II.Sự phân giải aminoacid ……………………………………………………………………………………1
III. Các sản phẩm cuối cùng của sự phân giải aminoacid ……………………………2
IV. Sinh tổng hợp protein ……………………………………………………………………………………2
Phần hai: Biến đổi củùa protein trong quá trình sản xuất
và bảo quản thực phẩm
A- PHẢN ỨNG THUỶ PHÂN
I. Bằng tác nhân hoá học ……………………………………………………………………………………3
II. Bằng enzym ……………………………………………………………………………………4
B- PHẢN ỨNG OXY HOÁ KHỬ
I.Phản ứng khử amin ……………………………………………………………………………………5
II.Phản ứng khử nhóm carboxyl …………………………………………………………………………………….5
III.Phản ứng khử amin khử carboxyl ………………………………………………………………………… 5
IV. Phản ứng tạo thành mercaptan ……………………………………………………………………………6
V.Phản ứng tạo scartol, indol, cresol, phenol ………………………………………………………….6
VI.Phản ứng tạo di-trimethylamin từ các lipoprotein……………………………………………7
VII. Phản ứng tạo thành phosphin…………………………………………………………………………………7

C – SỰ BIẾN TÍNH PROTEIN
I.Các biện pháp vật lý ……………………………………………………………………………………8
II. Các biện pháp hóa học ……………………………………………………………………………………11
III. Một số ứng dụng ……………………………………………………………………………………13
D- PHẢN ỨNG MAILLARD
I. Sự tạo màu của phản ứng Maillard…………………………………………………………………………17
II. Sự tạo mùi của phản ứng Maillard…………………………………………………………………………17
III. Điều kiện để phản ứng Maillard xảy ra…………………………………………………………….18
22
Biến đổi protein trong CB và BQ thực phẩm
IV. Phản ứng Maillard trong chế biến và bảo quản thực phẩm……………………… 19
Tài liệu tham khảo ……………………………………………………………………………………20
23