Protein đậu nành – giá trị sinh học
Mục Lục
I.
Tổng quan về Protein đậu nành:..............................................................................3
1.
2.
II.
Cây đậu nành:.....................................................................................................3
Thành phần hóa học của đậu nành:...................................................................6
Protein đậu nành:.....................................................................................................7
1.
Thành phần Protein đậu nành:...........................................................................7
a.
b.
c.
2.
Tính chất của Protein đậu nành:......................................................................11
a.
b.
c.
3.
III.
Sự phân li và sự tập hợp của protein đậu nành:...........................................11
Sự tạo gel của protein đậu nành:..................................................................12
Một vài tính chất khác:.................................................................................13
Giá trị dinh dưỡng:...........................................................................................13
Protein đậu nành trong sản xuất:.........................................................................14
1.
Các phương pháp xác định giá trị Protein:......................................................14
a.
b.
2.
Các phương pháp chính:...............................................................................14
Các phương pháp khác:................................................................................15
Các phương pháp tách Protein:........................................................................16
a.
b.
c.
IV.
Globulin 11S:..................................................................................................8
Globulin 7S:....................................................................................................9
Chuỗi 2S:.......................................................................................................11
Soy Protein Concentrates.............................................................................16
Soy Protein isolate:.......................................................................................17
Protein cấu trúc ( Textured Protein).............................................................18
Giá trị sinh học:...................................................................................................18
1.
Vai trò của Protein đậu nành đối với sức khỏe:...............................................18
a.
b.
c.
d.
e.
f.
g.
Protease inhibitors:.......................................................................................18
Phytates:........................................................................................................19
Phytosterols :................................................................................................19
Saponins:.......................................................................................................19
Phenolic acids...............................................................................................19
Lecithin.........................................................................................................19
omega-3 fatty acids:......................................................................................20
Tiểu luận Hóa Sinh
Trang 1
Protein đậu nành – giá trị sinh học
h. Isoflavones (phytoestrogens):.......................................................................20
i. Đậu nành có khả năng chữa được bệnh tim mạch:.........................................22
l. Đậu nành chữa được bệnh xương:...................................................................22
m. Đậu nành có thể phòng chống được bệnh ung thư:.....................................23
n. Đậu nành và bệnh thận:................................................................................23
o. Đậu nành và ảnh hưởng sinh lý của phụ nữ:................................................24
p. Đậu nành và sức khỏe của trẻ con:...............................................................24
2.
Thực phẩm chức năng:.....................................................................................25
a.
b.
Hạt Ðậu Nành Tươi Và Khô.........................................................................25
Những sản phẩm Ðậu Nành Phương Tây....................................................27
Tài liệu tham khảo.........................................................................................................29
Tiểu luận Hóa Sinh
Trang 2
Protein đậu nành – giá trị sinh học
I.
Tổng quan về Protein đậu nành:
1. Cây đậu nành:
Giới
Ngành
Lớp
Bộ
Họ
Phân họ
Giống
Loài
Tên thứ hai
: Plantae
: Magnoliophyta
: Magnoliopsida
: Fabales
: Fabaceae
: Faboideae
: Glycine
: max
: Glycine max
Năm 2838 trước công nguyên, hoàng đế Trung Quốc Sheng Nung viết Materia
Medica. Trong tài liệu này, cây đậu nành được ghi chú là có giá trị vì khả năng làm
thuốc. 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.
Năm 1920, tiến sĩ John Harvey Kellogg đã đề ra sự thay thế đậu nành vào bữa
ăn và sữa đậu nành cho người tiêu dùng. Tuy nhiên nông dân Mỹ đã không nắm bắt
Tiểu luận Hóa Sinh
Trang 3
Protein đậu nành – giá trị sinh học
thời cơ cho tới khi những cánh đồng đậu nành ở Trung Quốc bị tàn phá trong thế
chiến thứ II và cuộc nội chiến ở Trung Quốc năm 1940.
Ngày nay đậu nành đã trở nên phổ biến và được trồng ở rất nhiều nước trên thế
giới.
Cây đậu nành có 4 loại lá : hai lá mầm, hai lá đơn, lá có ba lá chét và lá gốc.
Nốt sần là phần vỏ rễ phình ra và trong đó có vi khuẩn Rhizobium japonicum sinh
sống. Vi khuẩn này hình gậy, sống trong đất, có khả năng đi vào rễ và cố định đạm từ
khí trời. Một cây đậu có khoảng vài trăm nốt sần phân bố trên các rễ ở độ sâu 1m. Vi
khuẩn thường xuyên xâm nhập vào rễ, ở phần giữa đỉnh rễ và lông hút nhỏ nhất, tạo
thành một chuỗi nhiễm là một ống có lỗ hở. Mỗi vi khuẩn được bao bọc một màng tạo
thành túi, nếu vi khuẩn đi vào chất nguyên sinh của tế bào rễ mà không được bọc một
màng thì nó sẽ tạo thành nốt sần không có tác dụng. Ở trong túi, vi khuẩn nhân nhanh
cho tới khi một vài vi khuẩn hoặc dạng vi khuẩn được hình thành. Nốt sần có tập tính
sinh trưởng hữu hạn và bám vào rễ, phần giữa nốt sần là tế bào nhu mô đầy túi
Bacteroids. Túi Bacteroids chiếm 80% thể tích tế bào, còn lại 20% là nguyên sinh chất
và các thành phần khác. Phần giữa của Bacteroids là những tế bào không bị nhiễm vi
khuẩn và phân chia mạnh tạo thành ống dẫn (nơi trao đổi giữa tế bào chủ và
Bacteroids cố định đạm. Nốt sần có thể tăng trưởng đến 60 ngày thì bắt đầu giảm tuổi
thọ từ giữa và tiến dần ra ngoài, cuối cùng bị thối. Đạm được cố định ở Bacteroids.
Enzyme nitrogenase nằm ở Bacteroids chứa từ 2-5% tổng số đạm của nốt sần, nó có 2
ngăn : ngăn 1 chứa Mo-Fe-protein gọi là dinitrogenase và ngăn 2 là Fe-protein gọi là
dinitrogenase reductase. Trong quá trình cố định đạm sinh ra H2 . Leghaemoglobin có
ở trong nguyên sinh bao quanh Bacteroids và ở vỏ của Bacteroids, có vai trò đưa oxy
vào mô nốt sần. Sản phẩm đầu tiên của cố định đạm là NH 3 do vi khuẩn Brady
Rhizobium japonicum tiết ra hầu hết. NH3 sau đó chuyển hóa vào glutamin và
glutamate ở cylosol tế bào chủ, các nhà khoa học cũng cho rằng NH 3 oxi hóa thành
NO3- ở trong Bacteroids.
Đậu nành thuộc nhóm vận chuyển ureide, allatoin và allansoic acid là dạng
đạm chính được chuyển hóa từ nốt sần vào cây. Ureide thủy phân thành urê và
glyoxylate dưới sự xúc tác của allantoinase và allantoicase cho thấy trong quá trình
chuyển hóa của allantoase dưới xúc tác của allantoicase. Allantoicase được hình thành
được hình thành dưới xúc tác của ureidoglycolase, nó chuyển thành glyoxylate và hai
phân tử urê tiếp theo lại được chuyển hóa do men urease thành amin acid. Urease có
mặt trong các bộ phận của cây. Hoạt tính urease bị ức chế do thiếu nitơ nhưng Ni kích
thích hoạt tính của urease, khi thiếu Ni dù đậu trồng ở điều kiện có nitơ, NO 3- hay
NH4 thì hiện tượng bị độc do urê có thể xảy ra, do đó urê là sản phẩm của quá trình
chuyển hóa nitơ trong điều kiện cố định hay không cố định đạm.
Cây đậu nành cho nhiều hoa nhưng tỷ lệ hoa không thành quả chiếm 20-80%.
Đậu nành có hoa dạng cánh bướm đặc trưng, ống đài năm cánh không bằng nhau.
Tràng hoa gồm cánh hoa cờ phía sau, hai cánh bên và hai cánh thìa phía trước tiếp xúc
Tiểu luận Hóa Sinh
Trang 4
Protein đậu nành – giá trị sinh học
nhau nhưng không dính vào nhau. Bộ nhị gồm 10 nhị chia làm hai nhóm, nhóm 1
gồm 9 nhị và cuống dính với nhau thành một khối, nhóm 2 chỉ có một nhụy hoa, nhụy
hoa có một là noãn. Vòi nhụy cong về phía nhị.
Hình: Cây đậu nành
Hạt đậu nành cũng như hạt của nhiều loại họ đậu khác là không có nội nhũ mà
chỉ có một lớp vỏ bao quanh một phôi lớn. Hình dạng hạt có hình cầu, dẹt, dài và
oval. Ở hạt trưởng thành, đầu của rốn là lỗ noãn, lỗ này được bao phủ bởi một lớp
màng. Ở đầu kia của rốn là rãnh nhỏ.
Vỏ đậu nành có 3 lớp : biểu bì, hạ bì và lớp nhu mô bên trong. Do vỏ của lớp tế
bào mô đậu có lớp cutin che phủ nên sự trao đổi khí không xảy ra, sự trao đổi khí giữa
phôi và mội trường qua rốn hạt. Những mảnh của nội nhũ bị ép chặt vào vỏ hạt. Lớp
ngoài nội nhũ gọi là lớp aleuron gồm những tế bào hình lập phương nhỏ chứa đầy
đạm.
2. Thành phần hóa học của đậu nành:
Thành phần hóa học của đậu nành
Tiểu luận Hóa Sinh
Trang 5
Protein đậu nành – giá trị sinh học
Thành phần
Giá trị
hóa học
Độ ẩm
8-10%
Protein
35-45%
Lipid
15-20%
Hydratecarbon
15-16%
Cellulose
4-6%
Vitamin A
710 UI
Vitamin B1
300 UI
Vitamin B2
90 UI
Vitamin C
11 UI
Muối khoáng
4,6%
Hàm lượng acid amin không thay thế trong protein đậu nành
Các acid amin
Giá trị
không thay thế
Tiểu luận Hóa Sinh
Tryptophan
1,1%
Leucine
8,4%
Isoleucine
5,8%
Valine
5,8%
Threonine
4,8%
Lysine
6,0%
Methionine
1,4%
Phenylalanine
3,8%
Trang 6
Protein đậu nành – giá trị sinh học
Các acid béo không thay thế có giá trị dinh dưỡng cao
Dạng
Các acid béo
Giá trị
Acid linoleic
52-65%
Không
Acid linolenoic
2-3%
no
Acid oleic
25-36%
Acid panmitic
6-8%
Acid stearic
3-5%
Acid arachidoic
0,1-1,0%
No
Carbohydrates trong đậu nành thường có : các polysaccharide không hòa tan
như hemicellulose, các peptin, cellulose và các oligosaccharide như hexose,
rafinose, stachiose, verbascose.
Tro của đậu nành rất giàu sắt và kẽm.
II.
Protein đậu nành:
1. Thành phần Protein đậu nành:
Sau khi hoà tan trong nước hoặc ở PH kiềm nhẹ, các protein của đậu nành có
thể tách ra nhiều đoạn bằng các sắc kí thấm gel, bằng điện di, bằng siên li tâm…..Với
phương pháp siên li tâm người ta tách ra được 4 đoạn với ứng với các hệ số sa lắng
S20,W là 2, 7, 11, 15
Đọan
Tỷ lệ
(%
trọng
lượng)
Các
hợp
phần
prôtêin
2S
7S
11S
15S
~15
~35
~40
~10
Các Xitocrom chất C
amilaz
kìm
a
hãm
tripxin
Khối 7860- 12000
lượng 21500
Tiểu luận Hóa Sinh
62000
Lipoxi
genaza
Hema- Globulin Globuli
glutinin 7S
n 11S
10200
0
110000
140000 320000- 600000
350000
Trang 7
Protein đậu nành – giá trị sinh học
phân
tử
175000
Tỷ lệ và đặc trưng của các đọan protêin hòa tan trong nước của đậu tương
Các globulin 7S và 11 S chiếm trên 70% tổng lượng protein của hạt. Tỷ lệ nằm giữa
0,5 và 3
a. Globulin 11S: được cấu tạo từ 12 “dưới đơn vị” tương đối ưa béo :
+6 dưới đơn vị có tính axit (A)
+6 dưới đơn vị có tính kiềm (B)
Người ta đã biết “dưới đơn vị” khởi đầu AB là đơn chuỗi được tách ra do sự
thủy phân ở gian đọan cuối “ribosom”. Polipeptit A luôn luôn gắn liền với B qua cầu
đisunfua. Do đó người ta cũng có thể coi glixinin được cấu tạo từ 6 “dưới đơn vị” AB.
Mô hình cấu trúc của Globulin 11 S hay glixinin: các đơn vị được sắp xếp
thành hai hình sáu cạnh chồng lên nhau tạo cho phân tử có 1 hình thể cầu rắn chắc.
Mỗi dưới đơn vị A sẽ nằm gần 3 dưới đơn vị B và ngược lại. Trong phân tử có từ 42
đến 46 nguyên tử S ở dưới dạng các cầu disunfua nối các dưới đơn vị hoặc trong nội
bộ một dưới đơn vị. Sự có mặt một nhóm tiol sẽ làm dễ dàng cho sự trao đổi cầu
disunfua
H1.Glixini
gồm H2. Sơ đồ cấu trúc của phân tử Glixinin
6 “dưới đơn vi” AB
n
A-dưới đơn vị có tính axít
B-dưới đơn vị có tính kiềm
Tiểu luận Hóa Sinh
Trang 8
Protein đậu nành – giá trị sinh học
H3. Phân tử glixinin
Glixinin dễ dàng phân li thành các “dưới đơn vị” của mình khi gia nhiệt đến
80 C, ở lực ion thấp(0,01), ở PH axit hay kiềm hoặc khi có mặt urea, chất tẩy rửa hoặc
là tác nhân khử. Khi lực ion cao hơn thì cấu trúc bậc bốn lại bền vững. Ở pH trung
tính và có lực ion bằng 0.1 glixinin tự liên hợp lạinhưng mức độ trùng hợp còn bé.
0
b. Globulin 7S: là -conglixinin, thường chiếm gần 35% trọng lượng
protein của hạt, là một glucoprotein chứa gần 5% gluxit. Phân tử cấu tạo
nên từ 3 dưới đơn vị , ’, và , có tính axit.
+ Các dưới đơn vị , ’(M~ 54000) có thành phần axit amin rất giống nhau,
thiếu xistein và xistin.
+Dưới đơn vị (M~42000) không chứa xistein và metionin.
Ơ PH giửa 5 và 10, khi lực ion yếu (M~0,1), -conglixinin tạo thành 1 dime
gồm 6 dưới đơn vị(M~370000).Khi ở môi trường axit hoặc bazơ hay khi
thẩm tích ở lực ion 0,5 thì phân tử
sẽ tự phân li thành các dưới đơn vị.
Sơ đồ các dưới đơn vị của 7S
Trong các thực phẩm có PH trung tính và không được gia nhiệt thì các globulin
7S và 11S nói chung đều ở trạng thái hoạt động, không bị biến tính, phân tử ở dạng
dime (7S) và oligome (11S) vì lực ion yếu.Các xử lí nhiệt và thay đổi PH sẽ làm biến
tính cấu trúc bậc 2, bậc 3 và bậc 4.
Trong đọan 7S còn có:
Tiểu luận Hóa Sinh
Trang 9
Protein đậu nành – giá trị sinh học
+ Các hemaglutinin(lectin) mà phân tử của chúng có thể tạo phức khá bền
vững với các hợp chất gluxit.Tương tác giữa các lectin với các glucoprotein có mặt
trên bề mặt các hồng cầu sẽ làm ngưng kết các tế bào này. Loại carbonhydrat này
chứa prôtêin được cho là thành phần tạo nên 4 subunits không đồng nhất, mỗi loại có
phân tử lượng dao động từ 30.000 đến 120.000. Trong vài loại thực phẩm
hemaglutinin được chỉ ra là làm giảm sự tiêu thụ của prôtêin nhưng chúng không làm
ảnh hưởng đến chất lượng của prôtêin đậu nành.
+Các chất kìm hãm proteaza như antitripxin Kunitz, antitripxin Bowman- Birk
+ Có thể bị khử hoạt nếu sản phẩm được gia nhiệt đầy đủ trong điều kiện môi
trường ấm.
+ Lipoxygenase là 1 lọai prôtêin có phân tử lượng khỏang 105.000. Enzym này
tạo nên cấu trúc của hydroperoxides bằng cách thêm oxygen vào nối đôi của axit
linoleic và linolinic. Sự đứt gãy của hydroperoxides có thể dẫn đến sự ôxi hóa lipit và
sự tạo thành flavor trong prôtêin đậu nành. 10 loại hương đậu có liên quan tới prôtêin
đậu nành được cho là đến từ sự biến tính do ôxi hóa của lipid có liên kết chặt chẽ với
phân tử prôtêin.
Phân tử -conglixinin
c. Chuỗi 2S: Chứa từ 8-22% prôtêin đậu nành và bao gồm 1 số enzym. Phân
tử lượng trung bình 26.000.
Tiểu luận Hóa Sinh
Trang 10
Protein đậu nành – giá trị sinh học
Chứa chất ức chế trypsin. Phần nhỏ hơn của những chất ức chế này là chất ức
chế Bowman-Birk, gồm 71 amino axit không tan có phân tử lượng 7861. Mặc dù
phân tử lượng nhỏ nhưng prôtêin này có thể tạo dime, trime hoặc liên kết với các
prôtêin khác. 1 lọai chất ức chế trypsin khác là Kunitz. Nó lớn hơn nhiều, gồm 181
axit amin và có phân tử lượng 21.500. Prôtêin này có 2 cầu disunfua và không được
chắc như Bowman-Birk
Là 1 loại prôtêin có tính đối xứng cao bao gồm nhiều vòng liên kết chặt chẽ.
Những vòng này được giữ chặt bởi 7 liên kết disunfit. Trong khi tổng lượng prôtêin
đậu nành có rất ít lưu hùynh thì chất ức chế này có nhiều systein. Tác dụng ức chế
trypsin là do liên kết giữa lysin-16 và serine-17, thường thì trypsin có thể tách liên kết
Lys-Ser, nhưng cấu trúc vòng ngăn quá trình tách xảy ra. Vì vậy, trypsin bám vào
phân tử , nhưng không tách được liên kết, từ đó không được giải phóng để tách liên
kết khác.
Ơ 1 đầu khác của phân tử Leucine-43 và serine-44 gây ra tác dụng tương tự với
chymotrypsin. Do có nhiều liên kết disunfit nên phân tử prôtêin nhỏ này có cấu trúc
vững chắc, bền ới nhiệt, khó bị biến tính.
Liên kết giữa Arginine-63 và isoleucine-64 tạo cơ chế ức chế động. Trypsin có
thể tách liên kết này nhưng nó không thể được giải phóng khi tiếp xúc với liên kết đó.
Chuỗi 3 chỉ ra liên kết phức tạp giữa Kunitz và porcine trypsin. Liên kết Arg-Ile tiếp
xúc với phần hoạt động của phân tử trypsin. Phổ tia X cho thấy có đến 300 nguyên tử
ở chỗ tiếp xúc 2 prôtêin này nên chất ức chế đủ mạnh để vô hoạt trypsin.
2. Tính chất của Protein đậu nành:
a. Sự phân li và sự tập hợp của protein đậu nành:
Khi đun nóng dung dịch -conglixinin loãng ở PH=7-8 và lực ion yếu, đến
100 C thì các phân tử của chúng sẽ phân li thành các dưới đơn vị mà không kèm theo
các hiện tượng tập hợp phân tử.
0
Khi gia nhiệt đến 1000C dung dịch glixinin có nồng độ loãng(<1%P/V), ở
PH=7-7,6 và lực ion 0,2-0,4 thì các phân tử cũng phân li thành các dưới đơn vị và sau
đó thì tập hợp lại.
Khi đun nóng đến 800C một dung dịch vừa chứa glixinin và -conglixinin có
nồn độ loãng (<1%P/V protein) ở PH =8 thì các phản ứng phân li và tập hợp sẽ xảy
ra.
Các giai đoạn:
Sự phân li glixinin
Tiểu luận Hóa Sinh
Trang 11
Protein đậu nành – giá trị sinh học
Sự phân li của -conglixinin thành 3 dưới đơn vị axit mang điện tích âm, sự
phân li này xảy ra đồng thời với sự phân li của glixinin.
Một phức hợp hoà tan được tạo thành giữa một dưới đơn vị -conglixinin và 1 dưới
đơn vị mang điện tích ngược dấu nên phức này ổn định nhờ lực tĩnh điện. Phức này
hoà tan do tổng điện tích là âm.
Nếu đưa lực ion của dung dịch lên 0,5 bằng cách thêm NaCl(0,5M) thì các ion
Na và Cl- sẽ thủ tiêu lực hút tĩnh điện giửa hai dưới đơn vị của phức. Khi đó các dưới
đơn vị kiềm tính giải phóng sẽ tự tập hợp lại và kết tủa do các tương tác ưa béo trong
khi đó các dưới đơn vị -conglixinin háo nước hơn nên vẫn ở trạng thái hoà tan.
+
Khi đun nóng dung dịch protein đậu nành 1% đến 95 0C ở PH =7 không có các
khử với các lực ion khác nhau người ta thấy quá trình tập hợp sẽ thuận lợi khi lực ion
tăng 0 đến 0,2 M. Tốc độ tập hợp sẽ tăng trong khoảng PH từ 4 đến 6 nhưng sẽ gần
bằng 0 khi PH axit hoặc kiềm.
b. Sự tạo gel của protein đậu nành:
Khi dung dịch protein đậu nành có nồng độ đậm đặc (>5% P/V) được đun
nóng ở PH gần trung tính thì sẽ tao gel. Dung dịch đầu tiên qua một trạng thái lỏng có
độ nhớt tăng cao, giai đọan tiền gel.
Khi lực ion còn yếu thì trạng thái này sẽ xảy ra từ lúc 70 0C là thời điểm mà conglixinin được giãn mạch hoàn toàn.
Khi lực ion cao thì việc tăng độ nhớt chỉ xảy ra ở nhiệt độ cao hơn. Việc tạo
thành gel protein sẽ phụ thuộc vào cân bằng giữa liên kết protein – nước và liên kết
protein – protein.
Độ cứng của gel protein đâu nành sẽ giảm cùng nồng độ NaCl và khi vượt quá một
nhiệt độ nào đó.
Axit hoá dung dịch protein đậu nành đến PH =5,5 hoặc thêm ion Ca 2+sẽ làm
đông tụ protein thành từng cục tương đối đàn hồi. Nếu đun nóng các cục đã thu được
bằng kết tủa đẳng điện hoặc bằng canxi sẽ làm các chuổi polypeptide bị giãn mạch và
tạo nên một mạng lưới protein ba chiều có kết cấu của một gel thực thụ.
Sự tạo thành gel của protein đậu nành cũng có thể thực hiện bằng kiềm hoá rồi
tiếp đó trung hoà, protelizo hạn chế hoặc thêm các dung môi có thể hoà lẩn được với
nước như rượu hoặc glycol.
Cả glixinin lẫn -conglixinin đều bị biến tính khi tiếp xúc với hỗn hợp nướcetanol có hàm lượng rược trên 20%. Rượu càng kị nước có nghĩa là mạch cacbon
càng dài thì giãn mạch protein càng nhanh và độ cứng của gel thu được càng lớn.
Giửa các aa không cực và rượu đã xảy ra các tương tác ưa béo. Khi nồng độ rượu
Tiểu luận Hóa Sinh
Trang 12
Protein đậu nành – giá trị sinh học
vượt quá 40% thì các hiện tượng đông tụ nhưng không tạo ra gel, có thể là do giảm
hoạt độ nước nên các liên kết protein – nước đã bị thay thế bằng các liên kết protein –
protein.
c. Một vài tính chất khác:
Prôtêin đậu nành cực kỳ bền nhiệt, có thể chịu nhiệt đến 77 oC. Tuy nhiên ở
nhiệt độ đó prôtêin không thể tan trở lại.Prôtêin đậu nành có thể bền nhiệt đến 100 oC.
Khi thêm vào các yếu tố làm tăng lức ion 7S globulin 7S nhạy với nhiệt hơn.
Trong phần lớn các ứng dụng của đậu nành việc gia nhiệt thấp để vô hoạt các
enzym là cần thiết.Tuy nhiên trong vài ứng dụng, prôtêin đậu nành gia nhiệt ở nhiệt
độ thấp được thêm vào các chất có chứa lipoxygenase hoạt động. Những ứng dụng
đặc biệt này đòi hỏi phải xảy ra sự ôxy hóa. Sự ôxy hóa này có thể gây ra sự phá hủy
màu sắc và vì thế tẩy trắng sản phẩm. Nó cũng có thể gây ra sự ôxy hóa những nhóm
sunfit tự do từ liên kết disunfua. Cả 2 chức năng này đều quan trọng trong việc chuẩn
bị bột nguyên liệu cho công nghiệp làm bánh.
3. Giá trị dinh dưỡng:
Protein của đậu nành có giá trị cao không chỉ về sản lượng thu hoạch mà nó
chứa đầy đủ tám loại amino acids thiết yếu (essential amino acids) cho cơ thể con
người. Hàm lượng của các chất amino acids này tương đương với hàm lượng của các
chất amino acids của trứng gà, đặc biệt là của tryptophan rất cao, gần gấp rưỡi của
trứng. Vì thế m khi nĩi đến giá trị của protein ở đậu nành cao là nói đến hàm lượng
lớn của nó cả sự đầy đủ và cân đối của tám loại amino acids.
Đậu nành là một loại thực vật quen thuộc đối với người Việt Nam mình. Nĩ l
một thứ nguyn liệu dng để chế biến các loại tương, chao, đậu hủ và một số thực phẩm
chay lạt khác. Hiện nay trên thế giới người ta sản xuất rất nhiều đậu nành để làm thực
phẩm cho người và cho gia súc. Đối với các loại rau quả, ngũ cốc và thịt động vật,
đậu nành chứa một trữ lượng chất Protein dồi dào hơn cả.
Protein trong đậu nành và các thực phẩm từ đậu nành rất dễ tiêu hóa. Ví
dụ như đậu hũ, khả năng tiêu hoá là 92%, bột đậu nành khoảng 85 đến 90%.
Hạt đậu nành luộc hay rang khó tiêu hoá hơn, khoảng 68%
Protein của đậu nành không có cholesterol, và ít chất béo bo hịa saturated fats
thường có nơi thịt động vật. Ngoài ra trong đậu nành có nhiều vitamin B hơn bất cứ
thực phẩm nào, đậu nành cũng chứa nhiều vitamin A, D và các chất khoáng khác.
Ðậu nành chứa hàm lượng dầu béo cao hơn các loại đậu khác nên được coi là
loại cây cung cấp dầu thảo mộc. Chất béo lipid của đậu nành có chứa một tỷ lệ cao
Tiểu luận Hóa Sinh
Trang 13
Protein đậu nành – giá trị sinh học
chất fatty acid không bão hòa (unsaturated fats), có mùi vị thơm ngon, cho nên dùng
dầu đậu nành thay thế cho mỡ động vật có thể tránh được bệnh xơ cứng động mạch.
Tình trạng ngày nay khác, thực phẩm chứa thêm nhiều thứ khác ngoài các chất
dinh dưỡng trên, như các hóa chất thảo mộc (phytochemicals) có khả năng ngăn ngừa
và trị liệu bệnh tật vừa mới được khám phá, cho nên chúng ta cần phải hiểu biết thêm
những khám phá mới của khoa học để chọn lựa thực phẩm có lợi nhất cho sức khỏe
của chúng ta. Chúng tôi nghĩ rằng thực phẩm có chứa các chất phytochemicals sẽ là
thực phẩm của thế kỷ thứ 21.
Trước khi trình bày về phytochemicals trong đậu nành, chúng tôi nói sơ qua về
thành phần dinh dưỡng chính trong đậu nành, mà trước tiên là protein.
III. Protein đậu nành trong sản xuất:
1. Các phương pháp xác định giá trị Protein:
a. Các phương pháp chính:
Các phương pháp xác định hàm lượng protein
Năm
Các phương
pháp
1849
Buiret
Protein phản ứng với Cu2+ cho phức xanh
ở pH cao, điều kiện kiềm. Màu của dung
dịch phụ thuộc vào lượng protein có
trong mẫu. Những phương pháp cải tiến
bao gồm đưa thêm vào ethylen glycol
hay glycerine để ổn định.
1883
Kjeldahl
Khi đốt nóng thực phẩm kiểm nghiệm
với H2SO4 đậm đặc, các hợp chất hữu cơ
bị oxy hóa : Carbon và hydro tạo thành
CO2 và H2O, nitơ sau khi được giải
phóng dưới dạng NH3 sẽ kết hợp với
H2SO4 tạo thành
2NH3 + H2SO4 (NH4)2SO4 tan
trong dung dịch
Đuổi NH3 ra khỏi dung dịch bằng NaOH
đồng thời cất và thu NH3 bằng một lượng
dư H2SO4 0.1N. Định phân H2SO4 còn lại
bằng NaOH 0.1N.
(NH4)2SO4 + 2NaOH Na2SO4 +
Tiểu luận Hóa Sinh
Nội dung
Trang 14
Protein đậu nành – giá trị sinh học
H2O + 2NH3
2NH4OH + H2SO4dư (NH4)2SO4
+ 2H2O
+
H dư + OH- H2O
1927
Folin –
Ciocalteau
Thuốc thử của phương pháp
Lowry
1944
Dye blinding
Protein phản ứng với thuốc nhuộm hữu
cơ tạo phức không tan. Các thuốc nhuộm
được sử dụng là : Amido Black10b, Acid
Orange 12, Orange G.
1951
Lowry
Hỗn hợp CuSO4.5H2O và Natri-Kali
tartrate phản ứng với protein khi có mặt
thuốc Folin tạo màu xanh biếc đo ở
750nm. Cường độ màu của dung dịch tỷ
lệ với nồng độ protein.
1976
Bradford
Protein phản ứng với thuốc nhuộm
Coomassie Brilliant Blue tạo phức xanh.
Đo mật độ quang ở 595nm.
1985
Bicinchoninic
acid
Giống với phương pháp Lowry nhưng
thay BCA cho thuốc Folin. BCA là 2,2’
diquinolyl – 4,4’ dicarboxylic acid.
b. Các phương pháp khác:
Phương pháp sàng lọc phân tử (lọc gel) : vận tốc khác nhau của sự chuyển dịch
các phân tử protein theo trọng lượng phân tử và kích thước phân tử qua cột chứa đầy
một hợp chất có khả năng sàng lọc các phân tử protein đi qua (Sephadex). Các hạt
sephadex bị trương mạnh trong các dung môi tạo thành gel. Do đó phương pháp này
còn gọi là phương pháp lọc gel.
Phương pháp thẩm tích : dùng túi thẩm tích (màng bán thấm cellophan). Do có
kích thước phân tử lớn nên protein khuếch tán chậm trong dung dịch so với chất có
phân tử lượng nhỏ.
Phương pháp phổ điện di (electrophoresis) : Ở một số điều kiện nhất định,
protein ở dạng ion có mức độ ion hóa khác nhau nên có thể tách riêng biệt chúng theo
khả năng di động trong điện trường về hai cực âm dương. Kết quả nhận được phổ các
vạch protein khác nhau. Từ đây người ta cải tiến thành phương pháp điện di theo điểm
đẳng điện (isoelectric focusing) bằng cách thay đổi đệm pH từ cực này sang cực kia.
Tiểu luận Hóa Sinh
Trang 15
Protein đậu nành – giá trị sinh học
Phương pháp sắc ký kháng thể đơn dòng (monoclonal antibody
chromatography) : khi hệ tuần hoàn và một số mô cơ thể động vật có xương sống bị
xâm nhiễm bởi protein hay một polymer ngoại lai thì lập tức xuất hiện phản ứng miễn
dịch, xuất hiện nhóm protein immunoglobin hay kháng thể. Kháng thể đơn dòng được
tạo bởi tập hợp các tế bào giống nhau. Sử dụng chất mang gắn kháng thể đơn dòng
đặc hiệu với protein cần tách, bị giữ lại trên cột, còn các protein khác bị đẩy ra ngoài.
Dùng dung dịch HCl 6N ở 110 0C trong 24h cắt đứt liên kết peptide, sau đó sử
dụng phương pháp sắc ký trao đổi ion. Mỗi acid amin ra khỏi cột sẽ kết hợp với
ninhydrin tạo hợp chất màu, từ đó xác định các acid amin (phương pháp của Moore
và Stein 1958).
2. Các phương pháp tách Protein:
Hiện nay có 3 dạng sản phẩm của quá trình tách Protein:
a. Soy Protein Concentrates
Protein dạng bột và dạng thô
Bột thô đã khử béo (Defatted Meal) có thể xử lý bằng một trong 3 quá trình :
xử lý với alcohol (methanol, ethanol, isopropyl alcohol), acid loãng ở pH = 4,5 và gia
nhiệt ẩm, lọc nước.
Ở quá trình thứ nhất, những thành phần không phải protein được chiết cùng với
alcohol, còn lại protein và polysaccharides. Chúng được desolvat hóa và sấy khô
thành concentrate protein. Alcohol sau khi chiết đường sẽ tái sử dụng lại.
Ở quá trình thứ hai, protein là thành phần chính được tách chiết với acid loãng ở
pH = 4,2-4,8 (điểm đẳng điện của protein). Do đó có một vài protein tan trong pH =
4,2-4,8 nên sẽ có thất thoát protein trong quá trình này. Những hợp chất tan
polysaccharides, protein được trung hòa và sấy khô thành concentrate protein.
Ở quá trình thứ ba, bột đậu nành được xử lý với nhiệt ẩm, làm biến tính protein.
Những thành phần có khối lượng phân tử nhẹ được chiết với nước nóng.
Tiểu luận Hóa Sinh
Trang 16
Protein đậu nành – giá trị sinh học
Phương pháp này cho sản lượng protein là 70%, 20% là carbohydrates, 6% là tro
và 1% là dầu.
Phương pháp sản xuất concentrates protein
b. Soy Protein isolate:
Bột thô đã khử béo (Defatted Meal) được chiết với kiềm loãng ở pH = 7-9,
nhiệt độ 50-550C, được dịch chiết và phần còn lại không tan. Dịch chiết đưa về pH =
4,2-4,5, protein sẽ đông tụ và thu được dịch sữa (whey). Protein đông tụ có thể rửa và
sấy khô để thành protein đẳng điện (Isoelectric Protein) hoặc rửa, trung hòa sau đó
sấy khô để thành sản phẩm proteinate. Proteinate (dưới dạng với Na +, K+) thường
được sử dụng nhiều hơn vì tính dễ đưa vào các sản phẩm khác.
Tiểu luận Hóa Sinh
Trang 17
Protein đậu nành – giá trị sinh học
Phương pháp sản xuất isolate Protein
c. Protein cấu trúc ( Textured Protein)
Protein được nén để làm thay đổi cấu trúc protein và qua máy ép đùn tạo các
sản phẩm khối sợi như thịt. Sản phẩm này có thể thay thế thịt bò xay (ground beef).
IV.
Giá trị sinh học:
1. Vai trò của Protein đậu nành đối với sức khỏe:
a. Protease inhibitors:
Có khả năng ngăn ngừa sự tác động của một số gene di truyền gây nên chứng
ung thư. Nó cũng bảo vệ các tế bào cơ thể không cho hư hại gây nên bởi những môi
trường sống xung quanh như tia nắng mặt trời và các chất ô nhim trong không khí.
Năm 1980 các khoa học gia đã khám phá ra đậu nành nguyên chất có tác dụng ngăn
cản không cho bệnh ung thư phát triển nơi các loài động vật và những năm sau đó họ
đã xác nhận sự tác dụng chống ung thư cho nhiều loại bệnh ung thư. Tuy nhiên
protease inhibitors bị mất bớt đi sau khi đậu nành được biến chế qua phương pháp
làm nóng. Thí dụ như sữa đậu nành loại dehydrated soymilk còn lại 41%, đậu hũ còn
lại 0.9% so với bột đậu nành nguyên chất.
b. Phytates:
Là một hợp thể phosphorus và inositol, có khả năng ngăn trở tiến trình gây nên
bệnh ung thư kết tràng (colon cancer) và ung thư vú (breast cancer). Ngoài ra nó cũng
Tiểu luận Hóa Sinh
Trang 18
Protein đậu nành – giá trị sinh học
còn có khả năng trừ khử những chất làm cho tế bào d bị ung thư (oxygen free
radicals) và phục hồi những tế bào đã bị hư hại. Được biết chất sắt thặng dư trong cơ
thể thường sản sinh ra oxygen free radicals, nhưng khi có sự hiện diện của phytate,
chất này sẽ bị hủy diệt khả năng sản sinh và vì thế phytate hành xử giống như chất
antioxydants.
Cũng nên biết, sau nhiều năm lưu ý dân chúng rằng phytate có thể gây phương
hại đến tình trạng thiếu chất sắt trong cơ thể vì nó ngăn cản sự hấp thụ chúng, nay các
nhà khoa học đã khám phá ra rằng phytate bảo vệ chúng ta khỏi có quá nhiều chất sắt.
c. Phytosterols :
Cũng có khả năng phòng ngừa các bệnh về tim mạch bằng cách kiểm soát
lượng cholesterol trong máu, đồng thời nó cũng có khả năng làm giảm thiểu sự phát
triển các bứu ung thư kết tràng và chống lại ung thư da. Những nhóm dân số tiêu thụ
nhiều sản phẩm đậu nành như Nhật Bản, Triều Tiên và Giáo hội Cơ Đốc Phục Lâm
Hoa Kỳ đã có tỷ lệ thấp căn bệnh ung thư kết tràng.
d. Saponins:
Giống như phytate, hành xử như chất anti-oxidants để bảo vệ tế bào cơ thể
chúng ta khỏi bị hư hại do tác dụng free radicals. Nó cũng còn có khả năng trực tiếp
ngăn cản sự phát triển ung thư kết tràng và đồng thời làm giảm lượng cholesterol
trong máu.
e. Phenolic acids
Là một dược chất hóa học anti-oxidants và phòng ngừa các nhim sắc thể DNA
khỏi bị tấn công bởi các tế bào ung thư.
Tiểu luận Hóa Sinh
Trang 19
Protein đậu nành – giá trị sinh học
f. Lecithin
Là một hóa chất thực vật quan trọng, đóng một vai trò quyết định trong việc
kích thích sự biến dưỡng ở khắp các tế bào cơ thể. Nó có khả năng làm gia tăng trí
nhớ bằng cách nuôi dưỡng tốt các tế bào não và hệ thần kinh, nó làm vững chắc các
tuyến và tái tạo các mô tế bào cơ thể. Nó cũng có công năng cải thiện hệ thống tuần
hoàn, bổ xương, và tăng cường sức đề kháng. Khi hệ thần kinh thiếu năng lượng, chất
lecithin ở đậu nành sẽ phục hồi năng lượng đã mất. có tác dụng làm cho cơ thể con
người trẻ lâu, sung sức,. Ngày nay protein đậu nành được thừa nhận là ngang hàng
với protein thịt động vật, hay nói một cách dễ hiểu hơn là lượng và phẩm protein chứa
trong nửa cup hạt đậu nành (khoảng 2 ounces) không khác biệt với lượng và phẩm
protein chứa trong 5 ounces thịt bò steak. Đạm chất đậu nành có chứa 3 phần trăm
chất Lecithin, bằng với lượng Lecithin có trong lòng đỏ trứng gà.
g. omega-3 fatty acids:
Là loại chất béo không bão hòa (unsaturated fats) có khả năng làm giảm lượng
cholesterol xấu LDL đồng thời làm gia tăng lượng cholesterol tốt HDL trong máu.
Nhiều nghiên cứu khoa học đã xác nhận tiêu thụ nhiều omega-3 fatty acids có trong
các loại thực vật như đậu nành, hạt pumpkin, walnuts, hemp, flax và các lá rau xanh
giúp chống lại sự phát triển các căn bệnh về tim mạch.Tưởng cũng nên biết omega-3
fatty acids còn gọi là alpha-linolenic acid, gồm hai thứ EPA và DHA cũng có trong
một vài loại cá biển và trong fish-liver oil supplements. Những loại nầy cũng có khả
năng giống như omega-3 trong thực vật nhưng có thêm một cái không tốt là nó có tác
dụng làm cho các phân tử tế bào cơ thể trở nên không ổn định, tức sản sinh ra các chất
oxygen free radicals là những chất gây ra ung thư và gây xáo trộn chất insulin, sinh ra
chứng tiểu đường. Vì thế các khoa học gia thuộc Viện Đại Học Arizona và Viện Đại
Học Cornell đã công bố sự nguy hiểm của omega-3 fatty acid trong cá và dầu cá.
h. Isoflavones (phytoestrogens):
Là một hóa chất thực vật đã làm các nhà khoa học say mê nghiên cứu nhất, vì
nó có cấu trúc tương tự như chất kích thích tố sinh dục của phái nữ. (female hormone
estrogen) và sự vận hành giống như estrogen. Vì thế các nhà khoa học còn gọi nó là
estrogen thảo mộc (plant estrogen).
Sau khi nghiên cứu, các khoa học gia đều cho rằng isoflavones có khả năng
mãnh liệt chống lại các tác dụng gây nên chứng ung thư liên hệ đến hormone.
Được biết quá lượng estrogen trong cơ thể là yếu tố chính dẫn đến ung thư vú,
ung thư buồng trứng (ovarian), tử cung (uterine), và ung thư cổ của phụ nữ. Trong nếp
sống của người Tây phương, dân chúng thường có quá nhiều estrogen bởi vì tiêu thụ
nhiều protein thịt động vật có sẵn chất hormone mà người ta trích vào làm cho chúng
mau lớn và nhiều sữa. Phần nhiều phụ nữ Tây phương mập vì chế độ dinh dưỡng
Tiểu luận Hóa Sinh
Trang 20
- Xem thêm -
.DOC 
29 
259 
104 
