1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG CAO ĐẲNG - KINH TẾ CÔNG NGHỆ TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC LỚP C6SH1

---------***--------

PROTEIN ĐẬU NÀNH

GVHD: LÊ THANH HẢI SVTH: Phan Thị Cẩm Hồng

Trần Thị Mỹ Siêl Nguyễn Thị Mỹ Yên

Ngành Công Nghệ Thực Phẩm Khoá 6

[Type text]

2

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. 4 LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................................. 5 Phần 1: SƠ LƯỢC VỀ PROTEIN ĐẬU NÀNH .............................................................. 6

1. Lịch sử phát triển. .................................................................................................. 6 2. Giới thiệu cây đậu tương. ...................................................................................... 7 3. Protein đậu nành là gi? .......................................................................................... 7 4. Thành phần hoá học protein đậu nành ................................................................. 8

PHẦN 2: PROTEIN ĐẬU NÀNH ................................................................................... 9 1. Thành phần protein đậu nành: ............................................................................. 9

1.1. Globulin: .......................................................................................................... 9 Được cấu tạo từ 12 tiểu phần tương đối ưa béo: ...................................................... 9 1.2. Globulin 7S (B-conglixinin): ............................................................................. 9 1.3. Chuỗi 2S: ......................................................................................................... 9

2. Tính chất protein đậu nành:................................................................................ 10 2.1. Sự phân li và sự tập hợp của protein đậu nành: .......................................... 10 2.2. Sự tạo gel của protein đậu tương: ................................................................ 10

2.3. Một vài tính chất khác: ........................................................................................ 11 2.3.1.Tách protein: ................................................................................................ 11

2.4. Các phương pháp tinh sạch protein đậu nành ................................................. 13 Tủa bằng muối: ........................................................................................... 13 Tủa protein bằng các dung môi hữu cơ: ....................................................... 14 Tủa protein bằng phương pháp điểm đẳng điện: ......................................... 14 Tủa protein bằng các non- ionic polymer ..................................................... 14 Tủa bằng ion kim loại: .................................................................................. 15

PHẦN 3: VAI TRÒ CỦA PROTEIN ĐẬU NÀNH ....................................................... 16 1. Trong thực phẩm: ................................................................................................ 16 2. Dược phẩm: .......................................................................................................... 16

PHẦN 4. KẾT LUẬN ................................................................................................... 17

[Type text]

3

NHẬN XÉT …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………........................................................

[Type text]

4

LỜI CẢM ƠN

Nhóm em xin chân thành cảm ơn Ban Gíam Hiệu Trường Cao Đẳng Kinh Tế Cộng Nghệ TP.HCM đã tạo điều kiện cho chúng em học tập và nghiên cứu. Đồng cảm ơn quý thầy cô giáo đã truyền đạt cho chúng em những kiến thức cơ bản và hữu ích để chúng em có thể hoàn thành bài báo cáo này. Đặc biệt là cô TS.Lê Thanh Hải giáo viên hướng dẫn đã luôn quan tâm và tận tình hướng dẫn nhóm chúng em trong suốt quá trình làm bài và học tập để hoàn thành bài báo cáo.

Do thời gian và kiến thức có hạn về nhiều mặt nên bài báo cáo không tránh khỏi nhiều thiếu sót. Chúng em rất mong sự đóng góp ý kiến của thầy cô cùng toàn thể các bạn để bài báo cáo của nhớm hoàn thiện hơn, chúng em xin chân thành cảm ơn…

[Type text]

5

LỜI MỞ ĐẦU

Đậu nành là loại cây trồng quý vì chúng đem lại rất nhiều lợi ích cho con người. Hạt đậu nành rất giàu dinh dưỡng, đặc biệt là protein và lipid, chính vì vậy mà chúng đem lại tiềm năng rất lớn trong việc giải quyết các vấn đề về dinh dưỡng cho con người và gia súc. Bên cạnh đó, đậu nành là một nguồn nguyên liệu phong phú và tiềm năng cho sản xuất công nghiệp. thành nhu cầu cấp thiết. Từ xưa, tại các nước phương Đông, đậu nành đã được chế biến thành rất nhiều loại thức ăn khác nhau. Sản phẩm phổ biến nhất được chế biến từ đậu nành là đậu phụ và các sản phẩm lên men khác. Trong đó một số sản phẩm lên men từ đậu nành có giá trị dinh dưỡng rất cao như: chao, tương, xì dầu… Các sản phẩm này chủ yếu sử dụng thành phần protein của đậu nành. Các phân tích hoá sinh cho thấy: protein trong đậu nành chiếm 38 – 40% và chứa những acid amin cần thiết như cystine, methionine, lysine… và các vitamin B1, B2, A, D, E, K…

Protein đậu nành có nhiều chức năng công nghệ, trong đó khả năng tạo gel rất được quan tâm. Nhờ vào khả năng tạo gel này mà người ta chế biến được nhiều loại sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, đậu hũ là một trong những sản phẩm đó.

Để hiểu thêm về tính chất của protein đậu nành là như thế nào ? thành phần hoá học là gi? Công dụng ra sao? Với đề tài protein đậu nành nhóm đã đi sâu phân tích tìm hiểu.

[Type text]

6

Phần 1: SƠ LƯỢC VỀ PROTEIN ĐẬU NÀNH 1. Lịch sử phát triển.

Đậu nành được trồng đầu tiên ở Bắc Trung Quốc, từ đây đã truyền sang Nhật, Hàn Quốc và Nam Á. Đậu nành đã được biết đến như là một thứ thuốc ở các tài liệu từ Trung Quốc, Ai Cập và Mesopotamia ở những năm 1500 trước công nguyên hay sớm hơn. Ở thời ấy, những hợp chất đã lên mốc, lên men từ đậu nành đã được sử dụng như là những chất kháng sinh để trị vết thương và giảm sưng.

Năm 1712, đậu nành được giới thiệu vào Châu Âu bởi Englebert Kaempfer, nhà thực vật học người Đức đã được học ở Nhật. Một nhà thực vật học người Thụy Điển Carl von Linne đã hoàn tất nghiên cứu đậu nành và đặt tên cho nó là Glycine max bởi những nốt sần ở rễ. Không may là đất và khí hậu không thích hợp ở Châu Âu đã làm cho sự thử nghiệm sản xuất đậu nành bị ngưng.

Cây đậu nành đến Mỹ những năm 1800. Thời đó đậu nành được sử dụng như một ballast (vật nặng để giữ cho tàu thuyền thăng bằng khi không có hàng) cho những thuyền có hành trình xa từ Trung Quốc và được dỡ hàng nhường chỗ cho hàng hóa trong chuyến đi kế tiếp. Vì tò mò, một vài nông dân đã trồng hạt đậu nành. Cây đậu nành đầu tiên trồng ở Mỹ là cây đậu đã lớn lên ở Pennsylvania.

Năm 1829, những nông dân Mỹ đã trồng đậu nành theo vụ và đến năm 1898 Bộ Nông Nghiệp Mỹ đã đem về một số giống khác từ Châu Á.

Năm 1904, George Washington Carver đã khám phá ra rằng đậu nành giàu protein và dầu. Người tiên phong về đậu nành William. J .Morse đã trải qua hai năm ở Trung Quốc và đã thu được 10000 giống đậu nành khác phục vụ cho mục đích nghiên cứu ở Mỹ...

[Type text]

7

2. Giới thiệu cây đậu tương. Hơn 5.000 năm về trước các nhà nông Trung Hoa đã khám phá trồng một số loại cây

có hạt, hạt của loải cây này trở thành thực phẩm thiết yếu cho các nước Châu Á và cả thế giới ngày nay. Loại đậu này được gọi là đậu tương

Hình 1. Cây đậu tương 3. Protein đậu nành là gi?

Đậu nành hay còn gọi là đậu tương, đậu nành thuộc về gia đình họ đậu và có nguồn gốc Đông Á.

Protein đậu nành là protein thực vật có giá trị dinh dưỡng cao, riêng hàm lượng methionin hơi thấp và các acid amin không thay thế khác có mặt đầy đủ và cân đối.

Hình 2: hạt đậu nành

[Type text]

8

4. Thành phần hoá học protein đậu nành protein(40%) lipid(12-25%) Glucid(10-15%). Các muối khoáng như: Ca,Fe, Mg… Vitamin như: A,B1,B2,… trừ(C,D) Thành phần chất béo của đậu nành.

14% chất béo bão hoà. 82% chất béo không bão hoà. 2-3% photpholipd

Protein có 2 axit amin chính là: methionin & tryptophan. Ngoài ra còn có các axit amin khác được thể hiện qua bảng bên dưới:

Các axit amin không thay thế Giá trị

Tryptophan 1,1 %

Leucine 8,4 %

Isoleucine 5,8 %

Valine 5,8 %

Threonine 4,8 %

Lysine 6,0 %

Methionine 1,4 %

Phenyl alanine 3,8 %

Bảng 1: các acid amin Phân đoạn và đặc trưngmin không thay thế

[Type text]

9

PHẦN 2: PROTEIN ĐẬU NÀNH 1. Thành phần protein đậu nành:

Phân đoạn và đặc trưng: Sau khi hòa tan trong nước hoặc ở pH kiềm nhẹ, các protein của đậu nành có thể tách ra nhiều đoạn.

Gồm 4 đoạn ứng với các hệ số sa lắng S20, W-là 2,7,11,15 1.1. Globulin: Được cấu tạo từ 12 tiểu phần tương đối ưa béo:

6 tiểu phần có tính axit 6 tiểu phần có tính kiềm Có thể coi glixinin được cấu tạo từ 6 tiểu phần .

Các đơn vị được sắp xếp thành hai hình sáu cạnh chồng lên nhau tạo Mỗi tiểu phần sẽ nằm gần 3 tiểu phần và ngược lại.

1.2. Globulin 7S (B-conglixinin): • Ở pH từ 5-10, khi lực ion yếu, B-conglixinin tạo thành 1 dime gồm 6 tiểu

phần • Khi ở môi trường axit hoặc bazơ hay khi thẩm thấu ở lực ion 0,5 thì phân tử

sẽ tự phân li thành các tiểu phần. Ngoài ra trong đoạn 7S còn có:

- Các hemaglutinin (lectin) - Các chất kiềm hãm proteaza - Enzyme lipoxygenase.

1.3. Chuỗi 2S: Chứa từ 8-22% protein đậu nành và bao gồm 1 số enzim. Phân tử lượng

trung bình 26.000 Chứa chất ức chế trypsin, bên trong có chứa nhiều systein. Là 1 loại protein có tính đối xứng cao Do có nhiều liên kết disunfit nên phân tử protein nhỏ này có cấu trúc vững

chắc, bền với nhiệt và khó bị biến tínhân

[Type text]

10

2. Tính chất protein đậu nành: 2.1. Sự phân li và sự tập hợp của protein đậu nành:

khi gia nhiệt 100oC dd glixinin có nồng độ loãng, ở pH=7-7,6 và lực ion 0,2-0,4 thì các phân tử cũng phân li thành các tiểu phần và sau đó thì tập hợp lại.

Khi đun nóng đến 80oC một dung dịch vừa chứa glixinin và B-conglixinin có nồng độ loãng ở pH=8 thì các phản ứng phân li và tập hợp sẽ xảy ra.

2.2. Sự tạo gel của protein đậu tương:

Sự tạo gel: khi dung dịch protein có nồng độ đậm đặc pH~7, thì sẽ tạo gel. Việc tạo thành gel phụ thuộc vào sự cân bằng giữa liên kết protein-nước,

protein-protein * Cách tạo gel:

Acid hóa dd protein đậu tương đến pH=5.5 Thêm Ca2+ sẽ làm đông tụ protein thành những cục. Nếu đun nóng các cục đã

thu được bằng kết tủa đẳng điện hoặc bằng Ca2+ sẽ làm chuỗi polypeptide bị giãn mạch và tạo nên một mạng lưới protein 3 chiều có kết cấu của 1 gel thực thụ.

Kiềm hóa sau đó trung hòa.Thêm dung môi có thể hòa tan với nước, rượu, glycol

Beta conglixin loãng 1000C

Ph ~ 7 ion yếu

các tiểu phần không kèm theo phân tử

[Type text]

11

* Các yếu tố ảnh hưởng đến độ cứng của gel: - Nồng độ NaCl: độ cứng của gel protein đậu tương giảm cùng với nồng độ NaCl. Nhiệt độ: giãm khi nhiệt độ quá cao. - Mạch cacbon của dung môi có thể hòa lẫn với nước: rượu càng kị nước thì độ cứng của gel càng lớn.

2.3. Một vài tính chất khác: Protein đậu nành cực kỳ bền nhiệt, chịu nhiệt 770 C 2.3.1.Tách protein: Có 3 sản phẩm trong quá trình tách protein. - Protein cô lập:

Làm từ bột đậu nành khử chất béo, loại bỏ chất béo, cacbonhydrate(không gây đầy hơi).

Nó được làm từ bột đậu nành đã khử chất béo bằng cách loại bỏ hầu hết các chất béo và carbohydrate, năng suất một sản phẩm với 90% protein. . Vì vậy, đậu nành protein cô lập có một hương vị rất trung lập so với các sản phẩm đậu nành khác. . Bởi vì hầu hết các carbohydrate được loại bỏ, lượng protein đậu nành cô lập không gây đầy hơi. Protein đậu nành nguyên chất cô lập là khó khăn để tìm thấy trong các cửa hàng và chủ yếu được sử dụng bởi các ngành công nghiệp thực phẩm và người tiêu dùng. . Có lẽ bạn có thể tìm thấy nó trong các cửa hàng y tế hoặc trong phần dược phẩm của các siêu thị. Nó chủ yếu được tìm thấy kết hợp với các thành phần thực phẩm khác, ví dụ, đậu nành, bột protein lắc là một hỗn hợp protein đậu nành cô lập với hương vị, khoáng chất và vitamin.

- Protein tập trung: Bột khử chất béo được chiết với kiềm loãng. - Protein cấu trúc(textured):

Protein được nén để làm thay đổi cấu trúc protein qua may ép dun tạo sản phẩm khối sợ như thịt.

[Type text]

12

Hình 3: protein dạng bột và protein dạng thôKết cấu Protein đậu nành Kết cấu protein đậu nành

Thường được gọi là TSP, được sử dụng bởi các ngành công nghiệp thực phẩm trong nhiều loại thực phẩm sản phẩm, chủ yếu là các loại thực phẩm tương tự như sản phẩm thịt như thịt lợn, thịt bò hoặc thịt gà. Kết cấu protein đậu nành là cũng có sẵn trong các cửa hàng y tế. Nó là hạt trong kết cấu và một lần hydrat có kết cấu của thịt bò băm. u nành kết cấu cũng có sẵn trong phần lớn đi trên sự thống nhất của thịt hầm sau khi bù nước hoặc như sẵn sàng để ăn đậu nành jerky .

Sản xuất Protein đậu nành kết cấu

Kết cấu protein đậu nành được làm từ bột đậu nành đã khử mỡ được nén và chế biến thành hạt hoặc khối. Trong quá trình này, cấu trúc của đậu nành loại protein thay đổi trong sợi. Kết cấu Hầu hết các protein đậu nành được sản xuất từ bột đậu nành đã khử mỡ, mảnh đậu nành hoặc đậu nành tập trung với một quá trình đùn. Công nghệ phun ra có thể hình thành một ma trận xơ là gần như tương tự hơn so với thịt.

[Type text]

13

2.4. Các phương pháp tinh sạch protein đậu nành Phương pháp tủa được sử dụng tương đối rộng rãi để thu nhận các phân tử sinh học

mà nhất là protein. Để tủa, người ta có thể dùng nhiều cách khác nhau: tủa bằng muối, tủa bằng các dung môi hữu cơ, hoặc thay đổi pH của dung dịch có chứa protein.

Tủa bằng muối:

Đây là cách phổ biến để tủa protein. Khả năng hòa tan của protein phụ thuộc vào nhiều yếu tố: pH, nhiệt độ, nồng độ của muối... Ở nồng độ muối thấp tính tan của protein tăng nhẹ. Tuy nhiên, ở nồng độ muối cao, tính tan của protein giảm mạnh.

Đầu tiên giả thuyết tăng nhẹ ở nồng độ muối thấp được giải thích bởi Debye-Huckel. Trong dung dịch, protein được bao bọc xung quanh bởi các ion muối mang điện tích trái dâu. Chính đặc tính này gia tăng hoạt tính của các dung môi, làm giảm các phân tử protein không mang điện tích, do đó làm tăng tính tan của protein trong dung môi. Giả thuyết cho rằng: tính tan của protein được biểu diễn bằng một hàm logarit, giá trị của hàm tỷ lệ với căn bậc hai của cường độ ion trong dung dịch. Thuật ngữ giảm nhẹ trong môi trường có nồng độ muối cao được giải thích bởi Kirkwood. Sự gia tăng lượng ion muối trong dung dịch làm giảm quá trình solvate hóa, giảm tính hòa tan của protein dẫn đến sự tủa. Ở nồng độ muối cao, độ hòa tan tuân theo công thức sau của Cohn:

Log S = B – KI Trong đó:

- S: Độ hòa tan của protein - B: Hằng số ( tùy thuộc vào chức năng của protein, pH và nhiệt độ) - K: Hằng số giảm mạnh ( tùy thuộc vào pH, hỗn hợp và lượng muối có trong dung

dịch) - I: Cường độ ion của muối.

[Type text]

14

Tủa protein bằng các dung môi hữu cơ: Khi thêm dung môi hữu cơ vào môi trường, hằng số điện môi của môi trường giảm

xuống. Công thức biểu diễn mối quan hệ giữa độ hòa tan và hằng số điện môi: Ln ( S/Sw) = ( A/RT)(1/Dw – 1/D) Trong đó:

- S: Độ hòa tan của protein trong dung môi hữu cơ - Sw: Độ hòa tan của protein trong nước. - D: Hằng số điện môi của môi trường sau khi đã bổ sung dung môi hữu cơ vào - Dw: Hằng số điện môi của nước. - R: Hằng số khí - T: Nhiệt độ tuyệt đối. - A: Hằng số khí.

Công thức trên cho thấy: Khi thêm dung môi hữu cơ vào môi trường, hằng số điện môi tăng lên, khả năng hòa tan của protein giảm, vì thế tạo sự kết tủa. Tuy nhiên, các dung môi hữu cơ lại có ái lực với các bề mặt kỵ nước của phân tử protein. Kết quả là chúng làm biến tính protein trong suốt quá trình tủa. Do đó, khi tủa, chỉ nên sử dụng các dung môi hữu cơ ở nồng độ thấp ( mặc dù một số dung môi như: 2- methyl-2,4-pentanediol (MPD), dimethyl sulfoxide ( DMSO) và ethanol có thể được sử dụng ở nồng độ cao).

Tủa protein bằng phương pháp điểm đẳng điện:

Khi thay đổi pH của môi trường, mức độ tủa của protein cũng thay đổi. Ở pH thấp, protein tích điện dương vì nhóm amide bị proton hóa ( thu nhận proton). Ở giá trị pH cao, protein tích điện âm vì các nhóm carbocyl trong phân tử protein bị mất đi proton ( mất H+).Tại giá trị pI, protein không tích điện. Điều này làm giảm tính tan của protein vì protein không còn khả năng tương tác với môi trường, khi đó, các phân tử protein sẽ tách ra khỏi môi trường.

Tủa protein bằng các non- ionic polymer

Phương pháp này được thực hiện bằng cách cho thêm non – ionic vào trong dung dịch protein. Khi thêm vào, số lượng các phân tử nước có thể tương tác được với protein giảm xuống. Khi protein tồn tại ở nồng độ cao, hay pH môi trường vượt ra ngoài điểm đẳng điện mới xảy ra quá trình tương tác giữa các cấu tử trong protein. Muốn thêm loại non – ionic polymer nào vào trong dung dịch protein tùy thuộc vào trọng lượng phân tử của protein đó. Cũng tương tự như tủa protein bằng phương pháp điểm đẳng điện. Tại một giá trị pH nào đó ( sau khi thêm non – ionic polymer ) thì khả năng hòa tan của protein cũng giảm xuống. Các ion non – ionic polymer thường sử dụng là các dung môi hữu cơ như ethanol hay acetone. Các dung môi khác ít sử dụng vì khó thao tác và có thể gây biến tính protein.

[Type text]

15

Tủa bằng ion kim loại:

Trong phương pháp tủa này, ion kim loại sẽ gắn với một phần của phân tử protein. Thuận lợi của phương pháp này là có thể tủa được protein trong một dung dịch rất loãng. Các ion kim loại có thể chia làm ba nhóm. Các ion như Mn 2+, Fe 2+, Co 2+, Ni 2+, Zn 2+, Cd 2+ sẽ gắn chặt vào các acid carboxylic và các hợp chất có chứa nitrogen. Các ion như Ca 2+, Ba 2+, Mn 2+ và Pb 2+ sẽ gắn với nhóm chức acid carboxylic. Các ion như Ag 2+, Hg 2+ và Pb 2+ sẽ gắn chặt với các nhóm có chứa lưu huỳnh.

- Ngoài ra còn có các phương pháp: Tủa protein bằng acetone, tủa bằng acetone/ TCA, tủa bằng Deoxycholate, tủa bằng methanol / Chloroform.

[Type text]

16

PHẦN 3: VAI TRÒ CỦA PROTEIN ĐẬU NÀNH 1. Trong thực phẩm:

– Chế biến sữa, làm chao, đậu hũ, nước tương… – Chống lai bệnh ung thư, phòng ngừa bệnh tim mạch…

Dựa vào những đặc điểm về cấu trúc, thành phần, hàm lượng protein…của đậu nành mà người ta đã chế biến ra được trên 600 sản phẩm khác nhau.

Hình 4: Một số sản phẩm của đậu nành 2. Dược phẩm:

– Giảm nguy cơ suy tim, giảm biến chứng tiền mãng kinh. – Chống lai bệnh ung thư, phòng ngừa bệnh tim mạch… – Đậu nành cung cấp protein, dưỡng chất rất tốt cho hệ tim mạch, giãm bớt

lượng cholestorl, chống lại bệnh ung thư và còn nhiều tác dụng tốt cho phụ nữ.

Hình 5. Thuốc dùng chữa bệnh

[Type text]

17

PHẦN 4. KẾT LUẬN

* Protein đậu nành được coi là nguồn protein thực vật quan trọng nhất chiếm 70% tổng số protein, dùng cho dinh dưỡng trên phạm vi toàn cầu * Protein đậu nành còn có tính năng cải thiện cấu trúc hay tạo cấu trúc cho các dạng sản phẩm khác nhau, có khả năng giữ nước, liên kết các thành phần chất béo, protein khác…rất nhanh chóng nên được đưa vào trực tiếp trong quá trình tạo nhũ tương. * Ngoài ra, Protein đậu nành được dùng để tạo ra các sản phẩm phục vụ trong ăn, uống hằng ngày.

Tài liệu tham khảo: Bài giảng: công nghệ sản xuất các sản phẩm truyền thống Hóa thực phẩm- Lê Ngọc Tú-NXB khoa học và kỹ thuật.