Đề tài Gel protein-Cơ chế hình thành và Các yếu tố ảnh hưởng

MỤC LỤC

1. TỔNG QUAN 2

1.1. Protein cơ: 2

1.1.1. Sarcoplasmic protein: 2

1.1.2. Myofibrillar protein 2

1.1.3. Stromal protein: 3

1.2. Định nghĩa sự tạo gel: 3

2. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ TẠO GEL 5

2.1. Kiểu và nồng độ protein: 5

2.2. Nhiệt độ: 5

2.3. pH: 10

2.4. Nồng độ muối: 15

2.5. Enzyme: 20

2.6. Protein phi thịt: 24

 

 

doc27 trang | Chia sẻ: maiphuongdc | Lượt xem: 7095 | Lượt tải: 2download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Gel protein-Cơ chế hình thành và Các yếu tố ảnh hưởng, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
àn khác với P gel Hình 2: Độ trắng của gel Độ trắng có liên quan đến mức độ biến tính protein, là lớn nhất trong gel được hình thành bởi quá trình nấu (kiểm soát). Theo thử nghiệm sơ bộ (dữ liệu không được hiển thị), độ trắng của paste thịt cá rô phi ở 400C hoặc thấp hơn cho 60 phút một chút nhưng không đáng kể tăng so với thịt không xử lý. Hơn nữa, thịt xử lý dưới 150 MPa cũng tăng không đáng kể. Thay đổi độ trắng của paste thị cá rô phi do xử lý nhiệt hoặc áp suất đã được quy cho sự biến tính myoglobin hoặc khả năng giữ nước của gel (Shie & Park, 1999). P-S gel đã có một giá trị độ trắng cao hơn P gel (p 6 0,05), như là kết quả của hai giai đoạn xử lý bao gồm điều áp tiếp theo gia nhiệt, thì S gel có độ trắng cao hơn P gel ( p 6 0.05) (Montero và cộng sự, 1997).. Tuy nhiên, việc thiếu sự khác biệt về độ trắng của S và S-P gel cho thấy áp suất không tăng cường các protein biến tính như nhiệt gây ra. Mặc dù P / S gel khác nhau trong khả năng hình thành gel so với các loại khác, độ trắng của gel P / S gần S, S-P và P-S gel và rõ ràng là lớn hơn của các paste thịt. Một số kết quả trái ngược trong độ trắng của P / S gel đã được báo cáo (Pe 'rez-Mateos và cộng sự, 1997;. Pe' rez-Mateos & Montero, 1997). Các tác giả chứng minh rằng sự biến tính nhẹ của gel từ (Micromesistius poutassou) blue whiting protein cơ bắp được xử lý tại 375 MPa /20 phút/38 0C so với những chuẩn bị ở 200 MPa / 3 C/10 phút hoặc bằng xử lý nhiệt độ ở 370C trong 30 phút tiếp theo nấu ở 900C trong 50 phút. Tuy nhiên, họ cũng thấy rằng cá mòi (Sardina pilchardus) xử lý ở 400 MPa và 400C tương tự như chuẩn bị ở 200 MPa và nhiệt độ thấp (<100C). Áp suất đủ cao để protein cá biến tính sẽ ngăn chặn protein biến tính tiếp theo nhiệt độ.(Ferna 'ndez-Martin và cộng sự, 1997.). Kết luận Sự khác biệt trong hóa học, kết cấu và đặc tính vật lý của chất keo protein gây ra bởi nhiệt độ và áp suất đã được nghiên cứu toàn diện. Kết hợp phương pháp xử lý nhiệt độ và áp suất để sản xuất sản phẩm khác nhau. Điều áp đồng thời với nhiệt độ không thể thay đổi các đặc tính gel, do sự giới hạn của cấu tạo protein. Tuy nhiên, điều áp trước khi xử lý nhiệt độ tăng cường khả năng hình thành gel và tính chất lưu biến. Một gel nhớt đã được hình thành khi xử lý đồng thời nhiệt độ và áp suất. pH: Ở điểm đẳng điện do vắng mặt các lực đẩy nên gel tạo ra kém phồng, ngậm ít nước và cứng. Các protein có tỷ lệ axit amin ưa béo cao (trên 31,5% số phân tử) như hemoglobin, ovalbumin, sẽ có vùng pH tạo gel thay đổi phụ thuộc vào nồng độ protein. Trái lại các protein có phần trăm các axit amin ưa béo thấp (22÷31%) như g - globulin, serumalbumin, gelatin và protein của đậu tương… thì lại không thay đổi pH tạo gel khi nồng độ protein thay đổi. Vai trò của cấu trúc bậc 2 trong gel myosin lợn ở những pH khác nhau Tóm tắt Cấu trúc bậc 2, tính chất của gel và các mối liên hệ của myosin lợn đã được nghiên cứu bởi circular dichroism, đo tính lưu biến và kính hiển vi điện tử quét. Gel của myosin lợn liên quan đến một thay đổi trong cấu trúc myosin bằng tương tác protein-protein và protein-nước. Các tính chất của gel phụ thuộc mạnh pH và nhiệt độ. Gần pI (pH 5.5 và 6.0), myosin lợn có thể tự đông lại ở 150C. Myosin ở pH 6,5-9,0 bắt đầu hình thành một gel ở nhiệt độ cao hơn 380C. Gia nhiệt gây ra một xoắn α một phần biến thành lớp gấp nếp β và cuộn ngẫu nhiên. Sau đó, myosin tổng hợp và hình thành một mạng lưới gel. Gel giảm tính bền và tăng khả năng giữ nước (WHC) cùng với tăng pH. Tương quan phân tích chỉ ra rằng cả hai việc mở xoắn α, và sự hình thành lớp gấp nếp β giúp myosin lợn tạo gel. Hàm lượng cao gấp nếp β được làm nóng trước dẫn đến kết quả khả năng giữ nước của gel thấp. Độ chắc và đồng nhất của khối gel thu được ở pH 6,5. Giới thiệu Gel hình thành trong thịt bao gồm một phần của protein biến tính không thuận nghịch trong một mạng lưới ba chiều (Lanier, Carvajal, & gsawatdigul Yon, 2004). Myosin là protein phổ biến trong cơ và đóng một vai trò quan trọng trong phát triển gel trong các sản phẩm thịt. Myosin cấu là rất nhạy cảm với thay đổi độ pH (Lin & Park, 1998) và nhiệt độ (Liu, Zhao, Xiong, Xie, và Liu, 2007; Yongsawatdigul & Sinsuwan, 2007). Sự gẫy vỡ trong cấu trúc protein từ những thay đổi trong một số nhóm phản ứng, sau đó có thể ảnh hưởng đến độ bền gel. Do đó, độ pH thay đổi và các mô đun nóng sẽ ảnh hưởng đến những tính chất của gel myosin. Nhiều nghiên cứu đã báo cáo mối quan hệ giữa giá trị pH và chất lượng gel (Lesio 'w & Hùng, 2003; O'Neill, Morrissey, và Mulvihill, năm 1993; Ruiz-Rami' rez, Arnau, Serra, và Gou, 2005). Những đề nghị thay đổi pH của sản phẩm thịt có thể dẫn đến việc đạt được độ bền gel mong muốn ở một nhiệt độ nhất định (Westphalen, Briggs, và Lonergan, 2005). Tuy nhiên, ít thông tin có sẵn cho thấy mối quan hệ giữa các thuộc tính gel và cấu trúc bậc 2 của myosin. Circular dichroism (CD) là một kỹ thuật quang phổ có giá trị để nghiên cứu cấu trúc bậc 2 của protein trong các dung dịch pha loãng (Greenfield, năm 1999; Choi & Mã, 2007) trong khi đo lưu biến động rất hữu ích trong việc đánh giá trạng thái gel trong điều kiện nhiệt nhất định. Trong bài báo này, CD được sử dụng để giám sát các cấu trúc bậc 2 của myosin lợn. Tính chất gel được đánh giá bằng cách đo lưu biến động, hiển vi điện tử quét (SEM) và đánh giá các khả năng giữ nước (WHC). Sau đó, cấu trúc bậc 2, tính chất gel và các mối quan hệ của myosin lợn tại các giá trị pH khác nhau đã được nghiên cứu. Mục đích bào báo là cung cấp cái nhìn sâu hơn các tính chất gel của myosin lợn, cho phép các thao tác của điều kiện chế biến để có được sản phẩm với các thuộc tính cấu trúc và kết cấu mong muốn. Kết quả và bàn luận Circular dichroism của dung dịch myosin lợn Myosin bao gồm hai đầu hình cầu, từng cái có hai liên kết không cộng hóa trị, và phần đuôi theo cấu trúc xoắn α (Harrington & Rodgers, 1984). Các phần của từng mặt cấu trúc bậc 2 phụ thuộc vào trình tự tuyến tính của myosin, dãy acid amin (cấu trúc bậc 1), điều kiện pH và nhiệt độ. Hình. 2 cho thấy phổ CD và các phần cấu trúc bậc 2 của các dung dịch myosin trong điều kiện pH khác nhau ở 150 C. Hình 1: Ảnh hưởng của pH lên cấu trúc bậx 2 của myosin lợn Ở pH trung tính (pH 7,0), phổ CD cho thấy hai cực tiểu vào khoảng 208 và 222 nm, cho thấy sự hiện diện chủ yếu của cấu trúc xoắn α (Greenfield, 1999). Các cấu trúc xoắn α ổn định chủ yếu bởi liên kết hydro giữa oxy cacbonyl (-CO) và hydro amin (NH-) của một chuỗi polypeptide (Sano, Ohno, Otsuka-Fuchino, Matsumoto, & Tsuchiya, năm 1994; Damodaran, 1996) . tương tác tĩnh điện giữa các axit amin cũng góp phần vào sự ổn định của cấu trúc bậc 2 (Damodaran, năm 1996; Satoh, Nakaya, Ochiai, & Watabe, 2006). Chuyển pH đi từ trung tính giảm đáng kể giá các tiêu cực tại 208 và 222 nm, biểu thị một sự mất mát của cấu trúc xoắn α. Khi pH giảm từ 7 xuống 5,5, lượng xoắn α giảm từ 87,4% đến 15,8% (Hình 2b). Điểm đẳng điện (pI) của myosin là vào khoảng pH 5.5 (Foegeding & Lanier, 1996), có nghĩa rằng nó là tích điện âm ở pH trung tính. Giảm pH có thể tăng cường sự tương tác điện trong protein qua trung hòa điện tích, và ảnh hưởng đến sự ổn định của các liên kết hydro (Damodaran, 1996). Những thay đổi trong tương tác điện và ổn định liên kết hydro trong có thể chuyển đóng góp vào sự mất lượng xoắn α trong điều kiện axit. Khi pH tăng vào khoảng kiềm, mạng sẽ tăng tích âm sinh ra lực đẩy thúc đẩy sự mở rộng của chuỗi myosin. Phương pháp xử lý kiềm cũng làm giảm lượng xoắn α, mặc dù không có được đánh dấu thay đổi trong hàm lượng ở pH trong khoảng 7,5-9,0. Các mảnh gấp nếp β giảm nhanh từ 41,2% đến 5,1% khi pH tăng lên 5,5-7,0, và tiếp tục giảm thêm nhưng mức tăng sẽ giảm với sự gia tăng hơn nữa trong độ pH (Hình 2b). Cuộn β và các phần cuộn ngẫu nhiên có xu hướng tăng khi độ pH đã được chuyển đi từ trung tính. Các dữ liệu CD thể hiện sự nhạy cảm của cấu myosin để pH và các cấu trúc bậc 2 được thêm nhạy cảm với axit hóa hơn khi tiếp xúc với kiềm. Để khám phá những thay đổi hình dạng trong suốt quá trình gia nhiệt, ảnh hưởng của nhiệt độ trên cấu trúc bậc 2 của myosin trung ở pH 7,0 cũng được đo bằng CD. Các phần xoắn α dần dần giảm từ 87,7% đến 36,0% với nhiệt độ tăng 5-900C (Hình 3). Các phần gấp nếp β cao hơn đáng kể trong khoảng 55-900C hơn trong phạm vi 5-500C, trong khi các phần cuộc β có sự giảm nhẹ trên 70 C. Nhìn chung, các phần cuộn ngẫu nhiên có xu hướng tăng với tăng nhiệt độ. Hình 2: Ảnh hưởng của nhiệt độ lên cấu trúc bậc 2 của myosin lợn Khả năng giữ nước của gel myosin lợn Quá trình gel hóa đòi hỏi sự kết hợp của các chuỗi myosin có sản xuất một mạng lưới ba chiều liên tục mà trong đó nước bị chặn lại. Các khả năng giữ nước (WHC) có thể cho biết khả năng của một protein liên kết với nước và thường được sử dụng để đánh giá khách quan chất lượng và hiệu suất thịt và các sản phẩm thịt (Trout, năm 1988; Rosenvold & Andersen, 2003). Như hình. 5, WHC của gel myosin lợn tăng lên đáng kể (P <0,05) từ 31,2% đến 73,0% là tăng pH 5,5-7,0, và các WHC tối đa (72-73%) đã đạt được ở pH 7,0-9,0. Hình 3: Khả năng giữ nước của mysoin lợn ở những pH khác nhau Khả năng giữ nước của gel cơ lợn tăng lên đáng kể làm tăng pH 5,4 đến 7,0 (Bertram, Kristensen, và Andersen, 2004). Tương tự như vậy, gel cơ gà đã được tìm thấy để giữ nước tốt hơn các giá trị pH cao (7,0-7,4) so ​​với mức thấp (6,4-6,8) (Kristinsson & Hultin, 2003). Khi pH tăng đi từ pI, mạng tích điện âm gây ra lực đẩy tĩnh điện giữa các phân tử myosin trong mạng gel, cung cấp nhiều vị trí cho nước liên kết, và tăng bề mặt hydrat hóa. Mối quan hệ giữa cấu trúc bậc 2 và tính chất của gel Các phần xoắn-α của myosin lợn giảm dần khi nhiệt độ tăng, trong khi các phần gấp nếp β có xu hướng tăng (Hình 3). Điều này cho thấy rằng sự hình thành của phần gấp nếp β xảy ra đồng thời với việc mở ra một cấu trúc xoắn α, trong quá trình tạo gel. Tăng cấu trúc β trong hàm lượng đã được quan sát trong quá trình gia nhiệt gel surimi cá của Alaska (Sa 'nchez Gonza' lez et al, 2008.) và surimi Whiting Thái Bình Dương (Bouraoui, Nakai, và Li-Chan, 1997) bằng quang phổ Raman. Một số hạn chế của nghiên cứu này là CD đã được thực hiện ở nồng độ protein rất thấp, trong khi sự đông lại diễn ra ở nồng độ protein cao. Tuy nhiên, Choi và Ma (2007) nghiên cứu hình dáng của globulin từ kiều mạch thông thường sử dụng CD (ở nồng độ thấp 0,01%) và quang phổ Raman (ở nồng độ cao 5%), và cho rằng kết quả CD được chủ yếu là phù hợp với các Raman dữ liệu. Do đó chúng tôi cho thấy rằng cả sự hình thành của gấp nếp β và các diễn tiến của xoắn α hỗ trợ các gel của myosin lợn. Các báo cáo là lớp gấp nếp β cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc hình thành gel protein hình cầu (Meng, Mã, & Phillips, 2003; Choi & Ma, 2007). Vai trò của cấu trúc xoắn α trong xử lý nhiệt của gel myosin đã được báo cáo trong bài báo trước đó của chúng tôi (Liu và cộng sự, 2007.). Trong bài báo này, chúng tôi nghiên cứu mối quan hệ giữa tính chất gel và các cấu trúc bậc 2 của myosin lợn trước khi gia nhiệt. Bảng 1 cho thấy hệ số tương quan giữa cấu trúc và tính chất gel ở các giá trị pH khác nhau. Gấp nếp β và cuộn β chỉ ra tác quan trọng và tích cực G’ ở 150C (Bảng 1), chỉ ra rằng nó hỗ trợ các tập hợp của myosin trong quá trình làm nguội. Báo cáo cho thấy rằng gấp nếp β là thành phần quan trọng trong việc hình thành các thành phần của của cấu trúc bậc 2 của globulin có tạo nên kiểu mạch chung (Choi & Ma, 2007). Các hệ số tương quan giữa lượng xoắn α và δ ở 150C là 0,76 (P <0,05) trong khi đó lượng gấp nếp β và δ ở 150C là 0,92 (P <0,01). Ý kiến cho rằng mẫu chứa lượng xoắn α cao hơn thì nhiều nhớt, trong khi những lượng gấp nếp β cao hơn thì đàn hồi hơn. Độ co giãn lớn hơn có thể được quy cho tính lưu động yếu của các phân tử myosin kết quả của tương tác mạnh protein-protein. Sự hiện diện của nhiều lớp gấp β và ít hơn xoắn α trước khi làm nóng sẽ làm tăng sức mạnh gel (Bảng 1). Có thể do hạn chế hydrat hóa của lớp gấp β so với xoắn α xúc tiến protein-protein tương tác. Các cấu trúc bậc 2 của myosin lợn trước khi làm nóng không có ảnh hưởng đáng kể đến giá trị δ ở 90 C. Ngoài ra, các WHC của gel myosin không tương quan (P <0,05) với phần gấp nếp β trước khi làm nóng (Bảng 1) . Điều này đồng ý với Choi và Ma (2007) người cho rằng hydrat hóa nước của lớp gấp nếp β là yếu hơn của xoắn α. Kết luận Phân tích CD cho thấy myosin lợn sở hữu chuỗi xoắn α, lớp gấp nếp β, cuộn β và các cấu trúc cuộn ngẫu nhiên. Gel của myosin lợn liên quan đến thay đổi trong cấu trúc myosin, và tương tác protein và protein-protein-nước. Các tính chất gel: bền pH và nhiệt độ phụ thuộc cũng như bị ảnh hưởng bởi các cấu trúc bậc hai của myosin. Các phần xoắn α giảm với nhiệt độ tăng và sự di chuyển của pH đi từ 7.0, trong khi các phần gấp nếp β tăng lên với độ pH giảm và tương đối cao trên 550C. Gần pI (pH 5.5 và 6.0), myosin lợn có thể tự đông trong (150C), một phần do sự hiện diện của nhiều lớp gấp β. Gel bắt đầu hình thành ở pH 6,5-9,0 ở nhiệt độ cao hơn 38 C. Gia nhiệt gây ra sự chuyển đổi một phần xoắnα –thành nếp β và cuộn ngẫu nhiên. Sau đó, myosin tổng hợp và thành lập một cấu trúc mạng gel. Khi pH tăng, độ bền gel giảm và các WHC tăng lên. Tương quan phân tích chỉ ra rằng cả hai việc duỗi mạch đang diễn ra của xoắn α, và sự hình thành của lớp gấp β đã đóng một vai trò quan trọng trong quá trình đặc lại. Ở nồng độ cao lớp gấp β trước khi gia nhiệt làm giảm WHC của gel nhiệt. Một gel chặt và đồng nhất cũng thu được ở pH = 6,5 trong khi giảm trật tự 3 chiều và tăng kích thước hạt khi pH đã được chuyển đến 6.5. Nồng độ muối: Nồng độ muối ảnh hưởng lớn đến lượng protein được trích ly và các tính chất của sản phẩm sau cùng. Nồng độ sử dụng hiện nay: 2-3% Sử dụng β-glucan để thay thế một phần muối trong quá trình chế biến cao áp thịt ức gà (bài báo khoa học) Giới thiệu Do nhu cầu ngày càng tăng về thực phẩm chế biến tối thiểu và không chất phụ gia, (Murchie, Curz-Romero, Kerry, Linton & Patterson, 2005), việc nghiên cứu về Sử dụng áp suất cao (HPP) kết hợp với nhiệt độ là một phương pháp thường dùng trong quy trình sản xuất các thực phẩm dạng gel với kết cấu gel mong muốn. Hơn nữa, việc xử lý như vậy sẽ làm bất hoạt một phần vi sinh vật (Farkas & Hoover, 2000), và do đó giúp kéo dài thời gian sử dụng của sản phẩm. Các loại thực phẩm được chế biến áp suất cao bắt đầu được thương mại hóa năm 1992 (Murchie et al., 2005), và gần đây một số sản phẩm (rau quả, nước trái cây, mứt, gạo…)đã được người tiêu dùng chấp nhận, đặc biệt là ở Hoa Kỳ. Ngoài việc dùng để chế biến thực phẩm, xử lý áp suất cao còn được sử dụng để bảo quản các loại thịt (gà, lợn…), và các sản phẩm từ thịt (gel surimi…), do tác động tích cực của nó đối với hoạt động của protease, kết cấu và hương vị sản phẩm (Ohshima, Ushio & Koizumi, 1993). Gel hóa là một trong những tính chất chức năng quan trọng của các protein cơ để tạo ra các sản phẩm dạng gel. Để hình thành một cấu trúc gel tốt, protein phải bị biến tính, kết hợp lại để hình thành một mạng lưới gel ba chiều giữ nước. Nhiệt gây biến tính protein theo cơ chế là tạo nên sự chuyển động mạnh của các phân tử, làm phá vỡ các liên kết hóa trị trong cấu trúc phân tử protein. Trong khi đó, áp suất cao gây biến tính theo cơ chế là làm giảm bậc cấu trúc protein (Sun & Holley, 2010), gây bất ổn trong các mối liên kết giữa các phần tử trong cấu trúc bậc ba của protein (Chapleau, Mangavel, Compoint & Lamballerie-Anton, 2004). Áp suất có thể làm tăng/giảm tác dụng của nhiệt đến sự biến tính và cơ chế biến tính sẽ khác nhau tùy thuộc vào cách kết hợp nhiệt độ và áp suất (Messens, Van Camp & Huyghebaert, 1997). Cải thiện tính chất chức năng do HPP là do sự tăng tương tác protein – nước hoặc protein-protein (Hong, Park, Kim, Lee & Min, 2005). Hơn nữa, quá trình này còn cải thiện tính giữ nước của các sản phẩm thịt. Natri clorua là một phụ gia phổ biến trong ngành công nghiệp thịt do khả năng hòa tan protein, qua đó cải thiện các tính chất chức năng của protein. Phosphat thường được sử dụng như là chất thay thế muối, để làm giảm hàm lượng natri trong thực phẩm, góp phần giảm bệnh tăng huyết áp ở người tiêu dùng. Ở bài nghiên cứu này, ta nghiên cứu liệu β-glucan có thể thay thế được NaCl trong các sản phẩm thịt hay không. Cách thức tiến hành: - Nguyên liệu: thịt ức gà tươi từ Lilydale Inc. (Edmonton, AB, Canada). Khối lượng trung bình 1 con khoảng 1,82kg (sau khi moi ruột còn khoảng 1,38kg), được 35 ngày tuổi tại thời điểm giết mổ. Phần ức được thu nhận trong vòng 4 giờ. Tại phòng thí nghiệm, thịt ức gà này sẽ được xay nhỏ bằng máy xay thịt (Waring Pro, Woodbridge, ON, Canada). Đóng gói chân không, sử dụng bao bì plastic, 100g/gói, bảo quản ở -30oC. β-glucan từ yến mạch cô đặc (tên thương mại:Viscofiber®) nhập từ Nutraceutical Canada Inc. (Edmonton, AB, Canada). Loại β-glucan này có màu be, gồm 46% β-glucan với mật độ khoảng 0.28 g/ml. NaCl và natri tripolyphosphate với độ tinh khiết tương ứng là 99.5% và 85.0% nhập từ Acros organics (Acros Organics, Geel, Belgium). - Phương pháp: o Chuẩn bị mẫu: Đối với phương pháp xử lý áp suất cao, thịt ức gà được xay nhỏ trước, sau đó được trộn với các chất phụ gia khác nhau. Các công thức phối trộn như sau: Mẫu 1 (NaCl): thịt ức gà xay +2.5% NaCl Mẫu 2 (STPP): thịt ức gà xay + 1.0% NaCl + 0.3% STPP Mẫu 3 (BG): thịt ức gà xay + 1.0% NaCl + 0.3% β-glucan Các mẫu được trộn đều trong vòng 5 phút, sau đó được đóng gói với dung tích 2ml/mẫu. Sau đó các mẫu được xử lý ở các chế độ khác nhau: nhiệt độ (20oC; 40oC; 60oC) và áp suất (200MPa; 400MPa; 600MPa), trong 30 phút để tạo thành sản phẩm dạng gel. Sau đó, các mẫu tiếp tục được trữ qua đêm với nhiệt độ 4oC và dược đưa về nhiệt độ phòng trước khi đem phân tích. o Xử lý áp suất cao: Phương pháp xử lý áp suất cao được thực hiện bằng cách sử dụng bộ máy tạo áp lực cao U111 ((UNIPRESS equipment division, Warsaw, Poland). Kích thước mẫu tối đa trong bao bì là 12.4x60mm. Điều khiển nhiệt độ bằng một bộ phận trao đổi nhiệt. Máy này có thể tạo áp lực đạt đến 200, 400, 600 MPa, trong vòng tương ứng 35, 50 và 70 giây o Xác định giá trị pH: Các mẫu được đồng hóa với nước cất theo tỷ lệ 3g mẫu : 30ml nước cất. Sau đó, dùng máy UB-10 UltraBasic pH meter (Denver Instrument pH meter, NY, USA) đo lấy giá trị pH. o Đo lượng protein hòa tan: Đồng hóa mẫu theo công thức: 4g mẫu : 40ml dung dịch đệm phosphate 30 mM(pH=7.4), trong thiết bị đồng hóa trong vòng 2 đến 5 phút ( thiết bị của Fisher Scientific, Power Gen 1000S1 Schwerte, Germany), để yên qua đêm ở nhiệt độ 4oC, sau đó lọc lại bằng giấy lọc Whatman No.1. Hàm lượng protein hòa tan được tính theo phương pháp Biuret (Gornall, Bradwill & David, 1949). Thực hiện phân tích sau khi thực hiện theo trình tự 3 lần. o Bề mặt kỵ nước: Sử dụng đầu dò huỳnh quang, 1-anilino-8-naphthalene-sulfonate (ANS; 8 mM trong dung dịch đệm 0,1 M phosphate, pH 7.0), được sử dụng để xác định bề mặt kỵ nước của protein theo phương pháp Kim, Park và Choi (2003). Các phương pháp để chuẩn bị để phân tích protein hòa tan được dùng để phân tích bề mặt kỵ nước của protein. o Độ cứng gel: Sử dụng máy phân tích cấu trúc TA-XT Express (Surrey, Anh), với đầu đo hình trụ (cao 1cm, đường kính 1,2cm). Thực hiện 2 chu kỳ nén, nén đến 50% chiều cao mẫu, giữa 2 chu kỳ nghỉ 1s, tốc độ nén là 5mm/s. Sau khi, thu thập số liệu, sử dụng phần mềm tính toán để tính độ cứng gel của mẫu. Thực hiện 3 lần/mẫu. Kết quả: - Thay đổi giá trị pH: ở 20oC, giá trị pH bị ảnh hưởng bởi các chất phụ gia và áp suất xử lý. Với mức ý nghĩa P < 0,05, áp suất tăng thì giá trị pH tăng với tất cả các mẫu, ngoại trừ mẫu BG. Mẫu STPP có giá trị pH tăng khi áp suất tăng. Ở 40oC, pH của mẫu STPP tăng lên giá trị cao nhất mà không bị ảnh hưởng bởi giá trị áp suất, mẫu BG có pH tăng khi áp suất tăng (P<0,05), tuy nhiên mẫu NaCl không cho thấy bất kì sự thay đổi nào theo áp lực. Ở 60oC, mẫu STPP có giá trị pH cao nhất trong số các chế độ xử lý, tuy nhiên giá trị pH của mẫu NaCl và BG tuy có hơi cao hơn so với 2 chế độ nhiệt độ trước, nhưng không bị ảnh hưởng bởi sự tăng áp suất. - Lượng protein hòa tan: ở 20oC, với mức ý nghĩa p<0.05, lượng protein hòa tan giảm khi áp suất tăng, độ hòa tan cao nhất được thể hiện ở mẫu được xử lý ở áp suất 200MPa; ở 400 và 600MPa, sự khác biệt độ hòa tan giữa các mẫu là không đáng kể, chỉ có mẫu NaCl có độ hòa tan thấp hơn hẳn với áp suất 600MPa. Ở áp suất thấp nhất, lượng protein hòa tan giảm khi nhiệt độ xử lý tăng lên 40oC. Tại 40oC ta thấy rằng: khi áp suất tăng thì độ hòa tan cũng giảm đáng kể. Ở 200MPa, độ hòa tan ở mẫu STPP và BG gần bằng nhau; ở áp suất cao hơn, cả 3 mẫu NaCl, STPP, BG đều có độ hòa tan tương tự. Ở 60oC, thấy rằng áp suất có ảnh hưởng ít đến khả năng hòa tan của protein, như vậy, có thể nói, nhiệt độ có vai trò quan trọng trong những thay đổi về độ hòa tan; khi áp suất là 200MPa, với mức ý nghĩa p<0.05, các mẫu có độ hòa tan cao hơn so với khi ở giá trị áp suất cao hơn; ở 600MPa độ hòa tan ở các mẫu NaCl và BG gần bằng nhau. - Bề mặt kỵ nước của protein: ở 20oC bề mặt kỵ nước của protein thấp hơn trong tất cả các phương pháp so với mẫu kiểm chứng; với mức ý nghĩa p<0.05, khi áp suất tăng thì bề mặt kỵ nước tăng trong tất cả các mẫu. Ở 40oC, bề mặt kỵ nước giảm so với khi 20oC; ở 400MPa, bề mặt kỵ nước của các mẫu là gần bằng nhau; tuy nhiên ở 600MPa, bề mặt kỵ nước ở STPP và BG cao hơn mẫu kiểm chứng và mẫu NaCl. Ở 60oC, bề mặt kỵ nước của cả 3 mẫu NaCl, STPP, BG giảm khi áp suất tăng, NaCl cho giá trị thấp nhất ở nhiệt độ này. - Phản ứng/ tổng hàm lượng sulfhydryl: ở cùng một giá trị nhiệt độ, tỷ lệ giữa hàm lượng sulfhydryl phản ứng và hàm lượng sulfhydryl (R-SH/T-SH) tăng đáng kể khi áp suất tăng, tuy nhiên tỷ lệ này gần bằng nhau giữa các mẫu khi ở áp suất 400MPa và 600MPa. Khi nhiệt độ xử lý càng tăng thì tỷ lệ này càng tăng ở tất cả các giá trị áp suất và ở tất cả các mẫu. - Độ cứng của gel: ở 20oC, độ cứng của gel tăng khi áp suất tăng ở cả 3 mẫu, ở 200MPa và 600MPa, độ cứng của các mẫu ở từng chế độ áp suất là gần bằng nhau, tuy nhiên, ở 400MPa với mức ý nghĩa p<0.05 độ cứng gel của mẫu NaCl thấp hơn so với 2 mẫu còn lại. Ở 40oC, khi áp suất bằng 200MPa, độ cứng gel của các mẫu không thay đổi nhiều so với khi ở 20oC; tuy nhiên ở 400MPa và 600MPa thì độ cứng cao hơn rõ rệt; với mức ý nghĩa p<0.05, ở 400MPa và 600MPa độ cứng gel của mẫu STPP thấp hơn so với các mẫu còn lại. Ở 60oC, độ cứng gel tăng hơn khi ở các nhiệt độ thấp hơn ở tất cả các giá trị áp suất; ở 200MPa, độ cứng gel của các mẫu gần bằng nhau;ở 400MPa và 600MPa, độ cứng gel của mẫu BG cao hơn đáng kể so với mẫu kiểm chứng. Bàn luận: Khi áp suất tăng thì pH tăng. Điều này có thể giải thích là do sự giảm tiếp xúc với các nhóm có tính acid vì sự thay đổi của protein trong khi xử lý áp suất cao (Poulter, Ledward, Godber, Hall & Rolands, 1985). Giữa các chế độ xử lý khác nhau, thấy rằng các mẫu BG và NaCl có giá trị tương tự nhau, mẫu STPP thì cho giá trị cao hơn, như vậy BG có thể được sử dụng thay thế một phần NaCl. Áp suất tăng cũng làm giảm tổng lượng protein hòa tan (ngoại trừ mẫu STPP khi ở nhiệt độ thấp: lượng protein hòa tan ở mẫu STPP là tương đối cao). Uresti, Velazquez, Ramirez, Vazquez và Torres (2004) khi nghiên cứu về cá bơn và Plancken, Van Loey và Hendrickx (2005) khi nghiên cứu lòng trắng trứng cũng cho kết quả tương tự. Theo giải thích của Totosau, Montejano, Salazar & Guerrero (2002), là do protein bị biến tính, bề mặt kỵ nước hoặc các liên kết ngang trong phân tử protein tăng. Trong nghiên cứu này, lượng protein hòa tan giảm có thể chủ yếu là do tăng các liên kết chéo của các protein, làm lộ ra các đầu kỵ nước. Tổng số protein hòa tan trong các mẫu BG cao hơn đáng kể ở 200MPa, 20oC và 40oC , có thể là do hình thành phức hợp giữa protein và polysacchatide làm tăng độ hòa tan protein (Samant, Singhal, Kulkarni & Rege, 1993). Độ hòa tan của các mẫu giảm mạnh ở 60oC so với 20oC và 40oC, nhiệt độ cao làm hình thành một mạng lưới gel trong tổng số protein hòa tan. Thấy rằng, tổng lượng protein hòa tan của mẫu NaCl và BG là tương tự nhau ở các chế độ xử lý áp suất và nhiệt độ cao, điều này chỉ ra rằng BG có thể được sử dụng để thay thế một phần NaCl ở áp suất và nhiệt độ cao. Bề mặt protein kỵ nước cho thấy mức độ mở ra của protein. Khi áp suất tăng, bề mặt kỵ nước tăng, có thể là do áp suất cao gây ra biến tính protein, là các đầu kỵ nước bị đưa ra ngoài (Mozhaev, Heremans, Frank, Masson & Balny, 1996). Tại 60oC, bề mặt kỵ nước giảm ở cả 3 mẫu khi áp suất tăng. Điều này có thể là do ngoài áp suất cao gây ra, biến tính protein cũng bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như nhiệt độ, pH, liên kết ion (Chapleau, Delepine & Lamballerie-Anton, 2002). - Tỷ lệ R-SH/T-SH: trong bất kỳ phân tử protein nào, các nhóm sulfhydryl phản ứng tham gia vào các nhóm chức năng, có thể trải qua quá trình oxy hóa hình thành các nhóm disulfua. Khi áp suất tăng, các nhóm sulfhydryl phản ứng tăng trong hầu hết các mẫu (trừ mẫu NaCl ở 60oC). Điều này cũng được nói đến trong các nghiên cứu của Chapleau & Lamballerie-Anton (2003). Sự tăng lượng sulfhydryl phản ứng có thể không phải luôn liên q

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docGel protein - Co che hinh thanh va yeu to anh huong.doc
Tài liệu liên quan