Hóa sinh thực phẩm - Chương số 2: Protein

25/06/2017
1
Chương 2: PROTEIN
I. Vai trò sinh học của protein
II. Cấu tạo phân tử protein
III.Một số tính chất quan trọng của protein
IV.Phân loại protein
V. Các quá trình biến đổi protein trong gia 
công, chế biến thực phẩm và ứng dụng
VI.Các biến đổi của protein trong QTSX và
bảo quản thực phẩm
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 1
I. VAI TRÒ SINH HỌC 
CỦA PROTEIN
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 2
Vai trò của protein trong cơ thể 
sinh vật
1. Xúc tác: enzyme
2. Vận tải: hemoglobin, mioglobin (ở ĐV có
xương sống), hemocyanin (ở động vật
không xương sống)
3. Chuyển động: co cơ, chuyển vị trí của
NST
4. Bảo vệ: kháng thể, interferon chống sự
nhiễm virus, chống đông máu, độc tố
(toxin)
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 3
Vai trò của protein trong cơ thể 
sinh vật
5. Truyền xung thần kinh: chất màu thị giác
rodopxin ở màng lưới mắt.
6. Điều hòa: hormon, ức chế đặc hiệu
enzyme
7. Chống đỡ cơ học: protein sợi như
sclerotin/côn trùng, fibroin/tơ tằm, tơ
nhện, colagen, elastin/mô liên kết, mô
xương
8. Dự trữ dinh dưỡng: ovalbumin/lòng trắng
trứng, gliadin/hạt lúa mì, zein/ngô,
feritin/lá.
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 4
 Protein quyết định đặc trưng khẩu phần thức ăn 
nền tảng protein cao
 Thiếu protein:
 Suy dd, sụt cân mau, chậm lớn
 Giảm khả năng miễn dịch
 Gan, tuyến nội tiết, hệ thần kinh không hoạt
động bình thường
 Thay đổi TPHH và cấu tạo hình thái của
xương (Ca, Mg)
 Protein cao, chất lượng tốt (đủ các axit amin
không thay thế)
Giá trị dinh dưỡng
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 5
Axit amin
Dạng không ion hóa Dạng ion lưỡng cực
•Công thức cấu tạo tổng quát: 
R – CH – COOH
NH2
R – CH – COO–
NH3+
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 6
25/06/2017
2
Các axit amin thường gặp
Đa số protein cấu tạo từ 20 L- axit amin 
và 2 amit
COOH (axit amin) CONH2 (amit)
axit aspartic Asparagin
axit glutamic Glutamin
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 7
Phân loại các axit amin thường gặp
Axit amin phân cực Axit amin không 
phân cựcTrung tính Axit tính Kiềm tính
Tên gọi 
thông 
thường
Viết 
tắt
Tên gọi 
thông 
thường
Viết 
tắt
Tên gọi 
thông 
thường
Viết 
tắt
Tên gọi thông 
thường
Viết 
tắt
Asparagine
Cysteine
Cystine
Glutamine
Serine
Tyrosine
Threonine
Asn
Cys
Gln
Ser
Tyr
Thr
a.Aspartic
a.Glutamic
Asp
Glu
Arginine
Lysine
Histidine
Arg
Lys
His
Alanine
Phenylalanine
Glycine
Leucine
Isoleucine
Methionine
Proline
Tryptophan
Valine
Oxyproline
Ala
Phe
Gly
Leu
Ileu
Met
Pro
Trp
Val
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 8
Axit amin phân cực, trung tính
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 9
Axit amin phân cực, trung tính
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 10
Axit amin phân cực, trung tính 
Cysteine, Cystine
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 11
Axit amin phân cực, kiềm tính
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 12
25/06/2017
3
Axit amin phân cực, axit tính
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 13
Axit amin không phân cực
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 14
Axit amin không phân cực
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 15
Axit amin không phân cực
Oxyproline
Proline Oxyproline
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 16
Một số axit amin ít gặp trong protein
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 17
Một số axit amin không có 
trong protein
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 18
25/06/2017
4
Các axit amin không thay thế
aa không thay thế (cần thiết, thiết yếu) = aa mà 
người/ĐV không thể tự tổng hợp
 lấy từ thức ăn
Thiếu cân bằng N (-)
Tùy thuộc vào loài, lứa tuổi:
– Người lớn: 8 (valine, leucine, isoleucine,
methionine, threonine, phenylalanine,
tryptophan, lysine)
– Trẻ em: 8 + 2 (arginine, histidine)
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 19
Các axit amin không thay thế và nhu cầu 
hàng ngày của người trưởng thành 
TT axit 
amin
Nhu cầu 
(g/ngày)
TT axit amin Nhu cầu 
(g/ngày)
1 Valin 8,8 5 Methionin 3,0
2 Lơxin 9,0 6 Lizin 5,2
3 Izolơxin 3,3 7 Triptophan 1,1
4 Treonin 3,5 8 Phenilalanin 4,4
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 20
Một số tính chất hóa lý của axit amin
 Tính chất chung
 Tính đồng phân quang học (đồng phân 
lập thể) của axit amin
 Khả năng hydrat và tính tan
 Tính điện ly lưỡng tính
 Các phản ứng hoá học
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 21
Tính chất chung
 Bền trong môi trường nước, bền
nhiệt (không bị phá huỷ ở 100-
200oC)
 Bền trong môi trường axit (riêng
các axit amin chứa S bị phá huỷ)
 Không bền trong môi trường kiềm:
hiện tượng raxemic
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 22
Tính đồng phân quang học 
(đồng phân lập thể)
– Trừ glycine, các axit amin đều chứa C bất đối
(C*)
– Phân tử tồn tại dưới 2 dạng L(-, quay trái) và
D (+, quay phải)
– Đa phần các axit amin thực phẩm tồn tại
dưới dạng L protein có tính làm quay mặt
phẳng của ánh sáng phân cực sang trái.
– Dạng D không được cơ thể hấp thụ
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 23
C bất đối
a – C – c 
d
*
b
X – C – H 
R
*
R’
Dạng L(-)
H – C – X 
R
*
R’
Dạng D(+)
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 24
25/06/2017
5
Trong đó:
–Gốc R’ có mức độ oxy hóa cao hơn R:
COOH > CHO > CH2OH > CH3
–Dị tố X: Br, Cl, OH, NH2
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 25
Ở axit amin:
–C* chính là C 
–Gốc R’ là COOH
–X là NH2
Do đó, cấu hình D và L có dạng:
NH2 – C – H 
R
COOH
Dạng L(-)
H – C – NH2
R
COOH
Dạng D(+)
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 26
Người ta quy ước lấy Serine làm đơn vị 
so sánh để xét đồng phân quang học của 
axit amin:
H2N – C – H 
CH2OH
COOH
L – Serine
H – C – NH2
CH2OH
COOH
D – Serine
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 27 ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 28
Khả năng hydrat hoá và tính tan
Gốc R chứa các nhóm chức có khả
năng tạo liên kết hydro với nước
Thường khả năng hydrat hoá cao sẽ có
tính hòa tan
Tính tan phụ thuộc vào bản chất axit
amin, vào dung môi...
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 29
Tính điện ly lưỡng tính
 Do phân tử vừa chứa nhóm NH3+ và nhóm 
COO-
 Môi trường axit: 
– a.a tích điện dương (+)
– a.a chuyển về cực âm (-)
 Môi trường kiềm:
– a.a tích điện âm (-)
– a.a chuyển về cực dương (+)
 Ở giá trị pH mà các a.a không tích điện là 
pH đẳng điện (pI, pHi)
 Cơ sở ứng dụng của phương pháp điện di
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 30
25/06/2017
6
Tính điện ly lưỡng tính
R – CH – COOH + H+ R – CH – COOH
NH2 NH3+
R – CH – COOH + OH– R – CH – COO– + H2O
NH2 NH2
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 31 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 3: Protein 32
Các phản ứng hoá học
 Phản ứng tạo muối 
 Phản ứng tạo phức với kim loại nặng 
 Phản ứng tạo amid
 Tác dụng với HNO2 (axit nitrơ)
 Phản ứng ester hoá
 Phản ứng với formaldehit (formaldehyd)
 Phản ứng với ninhydrin (Trixetohidrinden) 
Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein
Phản ứng tạo muối
 Do tính lưỡng tính, trong công thức cấu tạo có cả nhóm 
– COOH và – NH2, mà axit amin có khả năng tạo muối 
với cả axit và baz:
– Phản ứng tạo muối với baz: Chất tạo thành là muối 
Natri của axit amin
R CH
NH3+
COO- + NaOH R CH
NH2
COONa + H2O
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 33
Phản ứng tạo muối
– Phản ứng tạo muối với axit:
R HC
NH2
COOH HCl Cl H3N HC
R
COOH+
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 34
Phản ứng tạo phức với KL nặng
 Axit amin có thể tác dụng với các kim loại nạng (Pb, Hg, 
Cu,..) tạo muối nội phức
 Đặc biệt với dung dịch CuSO4 axit amin tạo muối Cu 
kết tinh màu xanh đậm hoặc xanh tím. Phản ứng này 
cũng được sử dụng để xác nhận sự hiện diện của axit 
amin
C
OHO
CH
H2N R
C
OO
CH
N R
C
O O
CH
NR
Cu
HH
H H
2
CuSO4
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 35
Phản ứng tạo amit 
CH2
Aspartic (Asp)
HOOC CH COOH
NH2
+ NH3 CH2CO CH COOH
NH2NH2
- H2O
Asparagine
+
CH
H2N
C
O OH - 2 H2O
HN
C
R
CH C
O
NH
CH
O R
dixetopiperazin
R
CH
H2N
C
O OH
R
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 36
25/06/2017
7
Phản ứng ester hoá
 Ester của các axit amin là những chất lỏng dễ bay hơi, 
có tính kiềm, các chất này có thể điều chế được bằng 
phương pháp cất chân không
R CH COOH
NH2
+ R, CH COOR ,
NH2
R, OH + H2O
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 37
Tác dụng với HNO2 (axit nitrơ) 
 Trừ proline và oxy – proline không tham gia phản ứng, 
các axit amin bậc 1 khác có khả năng phản ứng với axit 
nitrơ để tạo ra khí nitrơ và oxyaxit
 Phản ứng này dùng để định lượng N có trong axit amin 
căn cứ vào lượng khí nitrơ thoát ra
R CH COOH
NH2
+ R CH COOH
OH
HNO 2 + N2 + H2O
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 38
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 3: Protein 39
Phản ứng với formaldehit (formaldehyd)
 Dùng để định lượng axit amin
 Khi thêm một lượng dư formol trung tính vào dung dịch axit 
amin, lúc này formol sẽ đẩy H+ ra khỏi – NH3+ và phản ứng 
với nhóm – NH2 tạo thành dẫn xuất methyl hóa. Vậy axit 
amine sẽ mất đi tính baz và chỉ còn tính axit do chỉ còn lại 
nhóm – COOH tự do
 Chuẩn độ lượng axit này bằng dung dịch NaOH, từ đó tính 
được lượng axit amine tương ứng
NH3
+ CH COO-
R
H2N CH COO
-
R
+ H+
H2N CH COO
-
R
+ 2 HCHO N CH COOH
R
CH2
CH2HO
HO
Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 3: Protein 40
Phản ứng với ninhydrin 
(Trixetohidrinden)
Dùng định tính và định lượng axit amin 
nhờ:
– phương pháp sắc ký trên giấy
– sắc ký trên cột nhựa trao đổi ion bằng 
máy phân tích axit amin tự động (g)
Các - axit amin + ninhydrin hợp 
chất màu xanh tím
Riêng: iminoaxit (prolin) + ninhydrin 
hợp chất màu vàng
Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 3: Protein 41
Phản ứng với ninhydrin 
(Trixetohidrinden)
O
OH
OH
O
O
H
HO
O
+ NH3 + 
O
O
O
O
– N =
indandion – 2 – N –
2 – indanon
O
O
O
O
– N =
+ NH3
ONH
4
O
O
O
– N =
Hợp chất màu xanh 
tím (Ruheman)
O
O
OH
OH
O
R – C – COOH +
NH2
H H
OH
O
NH3 + CO2 + RCHO +
dixetooxyhindridenninhidrin
Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 3: Protein 42
Phân tích axit amin bằng 
phương pháp sắc ký giấy
Các cấu tử cần tách được di
chuyển trên giấy nhờ lực mao
dẫn của dung môi. Chúng được
tách ra nhờ sự khác nhau về ái
lực giữa pha động và pha tĩnh
Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein
25/06/2017
8
Phương pháp điện di trên giấy, trên 
bản mỏng, trên cột gel 
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 43
Kỹ thuật tách và định lượng axit 
amin bằng cột sắc ký trao đổi ion
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 44
Kỹ thuật sắc ký lỏng cao áp (HPLC – high 
perfomance liquid chromatography)
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 45
Cấu tạo phân tử protein
 Các nguyên tố cơ bản: C, H, O, N
– Cacbon: 50-55%
– Hydro: 5,5-7,3%
– Oxy: 21,5-23,5%
– Nitơ: 15-18% [Pr] = [NPr] x f
• f = 6,25: protein thường
• f = 5,7: protein ngũ cốc
• f = 6,38: protein sữa
– Các nguyên tố khác: S (0,3-2,5%), P (0,1-0,2%),
Fe, Zn, Cu...
 axit amin peptit polypeptit protein
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 46
Peptit (Peptide)
Peptit là sản phẩm ngưng tụ của các axit amin:
- H2O
H2N – CH – COOH + HNH – CH – COOH 
R1 R2
axit amin 1 axit amin 2
Liên kết peptit
H2N – CH – CO – NH – CH – COOH 
R1 R2 Dipeptit
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 47
Liên kết Peptit
Liên kết peptit (-CO-NH-) = liên kết
giữa nhóm amino (NH2) và nhóm
cacboxyl (COOH) của 2 phân tử axit
amin khác nhau
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 48
25/06/2017
9
Peptit, polypetit
2,3..n aa dipeptit, tripeptit..polipeptit
Phân biệt giữa polipeptit và protein bởi 
khối lượng phân tử (M):
– Polipeptit có M nhỏ tan được trong 
dd axit tricloaxetic 10%
– Protein có M lớn không tan được 
trong dd axit tricloaxetic 10%
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 49
Cấu trúc của phân tử protein 
Thuyết polipeptit: axit amin peptit 
polypeptit protein
Các mức cấu trúc
– cấu trúc bậc 1: mạch thẳng
– cấu trúc bậc 2: xoắn lò so, tờ giấy xếp, 
cuộn thống kê.
– cấu trúc bậc 3: cấu trúc cầu
– cấu trúc bậc 4: cấu trúc cầu, do nhiều 
dưới đơn vị
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 50
Cấu trúc bậc 1
Quy định bởi thành phần và trình tự kết 
hợp của các axit amin có trong protein 
đó.
Liên kết đặc trưng = liên kết peptit
Quy định từ trong gen, xác định quan 
hệ họ hàng và lịch sử tiến hoá
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 51
Cấu trúc bậc 1
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 52
Cấu trúc bậc 2
Liên kết đặc trưng = liên kết H giữa
nhóm imin (NH) và nhóm cacbonyl
(CO)
Gồm:
– cấu trúc xoắn kiểu 
– cấu trúc xếp nếp kiểu 
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 53
Cấu trúc xoắn 
Vòng xoắn quay theo chiều
từ trái sang phải vì các axit
amin có cấu hình L
Mỗi vòng xoắn gồm 3,6 gốc
axit amin (18 aa 5 vòng)
Có các axit amin không có
khả năng tạo xoắn ở cacbon
 như prolin, glixin, izolơxin,
serin
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 54
25/06/2017
10
Cấu trúc xoắn 
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 55
Cấu trúc xếp nếp 
Cấu trúc dạng sợi, dịch đặc, gấp nếp
Tương tác giữa:
– 2 chuỗi polipeptit
– giữa các đoạn mạch của 1 chuỗi polipeptit
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 56
Cấu trúc xếp nếp 
(a): D¹ng song song (b) D¹ng ®èi song song
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 57
Cấu trúc bậc 3
Trên cơ sở cấu
trúc bậc 1 và 2 
cấu trúc gấp khúc
không gian 3 chiều
Liên kết đặc trưng
= liên kết ion, liên
kết không phân
cực, liên kết
hydro, liên kết
disunfit (-S-S-)
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 58
Cấu trúc bậc 3
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 59
Cấu trúc bậc 3
Phân tử chymotrysin 
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 60
25/06/2017
11
Các liên kết hydro trong protein
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 61
Cấu trúc bậc 4
 Dạng: hình cầu,
tập hợp của nhiều
dưới đơn vị (subunit)
 Liên kết: tĩnh điện,
tương tác kỵ nước,
liên kết H, Van der
Waal, cầu disulfua
phân tử hemoglobin 
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 62
Tóm tắt các mức cấu trúc của protein
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 63
III. Một số tính chất quan 
trọng của protein
Khối lượng và hình dạng của phân tử
protein
Tính chất lưỡng tính của protein
Tính chất của dung dịch keo protein
Sự biến tính của protein
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 64
Khối lượng, hình dạng của protein
 Khối lượng: M lớn, hàng nghìn triệu hoặc lớn hơn
 Hình dạng:
– Hình cầu:
• trục dài/trục ngắn <20
• Tan / nước muối loãng
• Hoạt động hh xúc tác
• Hemoglobin, myoglobin...
– Hình sợi:
• trục dài/trục ngắn=100 -1000
• Trơ hh chức năng cơ học
• Colagen (da, sụn); keratin(tóc, lông); fibrin (tơ); 
miozin (cơ).
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 65
Tính chất lưỡng tính của protein
Protein là chất điện ly lưỡng tính do các nhóm 
phân cực của gốc R như COOH thứ hai (Asp, 
Glu), NH2 (Lys), guanidin (Arg), imidazol (His), 
OH (Ser, Thr, Tyr) pHi (pI):
– pH < pHi:protein = đa cation
– pH > pHi: protein = đa anion
– pH = pHi, protein kết tụ xác định pHi của 
protein, kết tủa protein
Từ sự khác biệt về pHi của các protein 
phương pháp điện di, tách chiết protein
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 66
25/06/2017
12
Tính chất dung dịch keo protein
Khi hòa tan, protein dung dịch keo (kích thước 
lớn, không đi qua màng bán thấm)
 tinh sạch protein bằng phương pháp thẩm tích
2 yếu tố đảm bảo độ bền keo protein:
– Sự tích điện cùng dấu
– Lớp vỏ hydrat
 Loại bỏ 2 yếu tố này, protein sẽ bị kết tủa.
Các yếu tố gây kết tủa thuận nghịch protein:
– muối trung hòa như (NH4)2SO4
– dung môi hữu cơ như axeton, etanol (t<00C)
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 67
Điện di
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 68
Điện di trên gel polyacrylamit
Các protein cần tách sẽ di chuyển với các tốc độ 
khác nhau (do sự khác nhau về kích cỡ và độ 
tích điện) và sau đó chúng sẽ được định vị ở các 
vị trí khác nhau trên bản gel (các vệt gel)
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 69
Phương pháp điện di đẳng điện
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 70
Phương pháp SDS-Page
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 71
Sự biến tính của protein
 Định nghĩa:
Điều kiện môi trường thay đổi protein bị 
thay đổi hoàn toàn về tính chất lý, hóa cấu 
trúc bậc 2,3,4 bị phá vỡ (cấu trúc bậc 1 giữ 
nguyên) protein bị biến tính
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 72
25/06/2017
13
Sự biến tính của protein
Khi biến tính, protein bị biến đổi:
– Tính hòa tan  do lộ các nhóm kỵ nước
– Khả năng giữ nước 
– Mất hoạt tính sinh học
– Độ nhạy với enzyme proteaza
– Độ nhớt nội tại
– Mất khả năng kết tinh
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 73
Sự biến tính của protein
Phân loại:
–Biến tính thuận nghịch: sau biến 
tính, dạng ban đầu của protein 
được phục hồi
–Biến tính không thuận nghịch: 
sau biến tính, protein không thể 
khôi phục trạng thái ban đầu
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 74
Sự biến tính của protein
Các tác nhân gây biến tính:
– Tác nhân vật lý
• Nhiệt độ: làm dãn mạch phân tử.
• Tia cực tím: các gốc axit amin thơm (Trp, 
Tyr, Phe) hấp thụ các tia cực tím, làm thay 
đổi hình thể của phân tử Protein và nếu 
mức năng lượng đủ lớn sẽ làm đứt gẫy 
các cầu disunfua (-S-S-)
• Xử lý cơ học: khi nhào trộn, cán, kéo hoặc 
dãn được lặp đi lặp lại nhiều lần tạo ra lực 
cắt cũng làm biến tính Protein.
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 75
Sự biến tính của protein
Các tác nhân gây biến tính:
– Tác nhân hoá học:
• pH: tạo lực đẩy tĩnh điện giữa các nhóm bị 
ion hoá và làm giãn mạch các phân tử 
Protein.
• Các ion kim loại: đặc biệt là các ion kim 
loại chuyển tiếp (Cu, Fe, Hg, Ag) tạo phức 
bền với protein làm thay đổi cấu hình phân 
tử ( nhóm -SH)
• Các dung môi hữu cơ: thay đổi hằng số 
điện môi của môi trường, biến đổi các lực 
hút tĩnh điện vốn làm bền phân tử protein
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 76
IV. Phân loại protein
Dựa vào thành phần hóa học 2 nhóm 
lớn:
– Protein đơn giản
– Protein phức tạp: phần protein + phần 
phi protein (nhóm ngoại)
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 77
Protein đơn giản
(Phân loại dựa vào tính hòa tan)
Nhóm 
protein
Dung môi
hòa tan
Sự phân bố của protein
Albumin Nước Lòng trắng trứng, các
loại hạt
Globulin dd muối loãng Hầu hết các loại thực vật
Prolamin Rượu etylic 70% Hạt hòa thảo
Glutelin Kiềm, axit loãng Hạt lúa mì
Histon axit loãng Nhân tế bào
Protamin Nhiều dung môi Nhân tế bào
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 78
25/06/2017
14
Protein phức tạp
(Phân loại dựa vào phần phi protein)
Nhóm protein Phần phi protein
Nucleoprotein axit nucleic
Glycoprotein Gluxit
Lipoprotein Lipit
Cromoprotein Chất màu
Photphoprotein H3PO4
Metaloprotein Kim loại
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 79
V. Các quá trình biến đổi protein trong gia 
công, chế biến thực phẩm và ứng dụng
Khả năng tạo gel của protein
Khả năng tạo bột nhão
Khả năng tạo màng
Khả năng nhũ hóa
Khả năng tạo bọt
Khả năng cố định mùi
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 80
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 81
Khả năng tạo gel của protein
Định nghĩa của sự tạo gel:
• Protein bị biến tính cấu trúc bậc cao bị
phá hủy mạch peptit bị giãn ra các
nhóm bên ẩn phía trong xuất hiện các
mạch polipeptit tiếp xúc và liên kết lại 
mạng lưới không gian 3 chiều vô định
hình, rắn, chứa đầy pha phân tán (H2O)
nD
laømlaïnh hoaëct0
D
t
N
t
nN )(PnPnP)(P
00
   
PN là protein tự nhiên ban đầu, PD là protein bị biến tính. 
Khả năng tạo gel của protein
 Các liên kết tạo nên cấu trúc gel:
– Liên kết hydrophop (kỵ nước hay ưa béo),
ổn định khối gel cứng
– Liên kết H giữa nhóm peptit, OH, COOH
 liên kết yếu, linh động gel có độ dẻo
nhất định, dễ bị đứt khi gia nhiệt, tái lập
khi để nguội
– Liên kết tĩnh điện
– Liên kết disulfua gel rất chắc và bền
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 82
Khả năng tạo gel của protein
 Điều kiện tạo gel:
– Nhiệt độ: gia nhiệt làm lạnh
 tạo nhiều liên kết hydro gel bền
– axit hóa/kiềm hóa nhẹ: pH pI
– Thêm chất đồng tạo gel: polysacarit gel
có độ cứng và độ đàn hồi cao hơn
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 83
Khả năng tạo bột nhão
Các protein (gliadin và glutenin)
của gluten bột mì có khả năng tạo
hình “bột nhão” (paste) có tính
cố kết, dẻo và giữ khí cấu trúc
xốp cho bánh mì khi nướng
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 84
25/06/2017
15
Khả năng tạo màng
Protein như gelatin có thể tạo màng
nhờ các liên kết hydro nên có tính
thuận nghịch:
– t > 300C: tan chảy
– Để nguội: tái lập
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 85
Khả năng nhũ hóa
 Nhũ tương:
– Nhũ tương = hệ phân tán của hai chất
lỏng không trộn lẫn nhau (pha phân
tán + pha liên tục)
– Nhũ tương là hệ không bền nhiệt
động hợp giọt
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 86
Khả năng nhũ hóa
 Các phương pháp làm bền hệ nhũ
tương:
– Cho các chất điện ly vô cơ các giọt
tích điện và đẩy nhau
– Thêm chất hoạt động bề mặt giảm
sức căng bề mặt giữa hai pha
– Thêm chất cao phân tử hòa tan được
trong pha liên tục như polysacarit,
protein hấp thụ vào bề mặt liên pha
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 87
Khả năng nhũ hóa
 Tác dụng làm bền hệ nhũ tương của
protein:
– protein hấp thụ vào bề mặt liên pha độ
dày, độ nhớt, độ dàn hồi, độ cứng ngăn
hợp giọt
– Ngoài ra, sự ion hóa các nhóm bên của
protein lực đẩy tĩnh điện làm cho nhũ
tương bền.
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 88
Khả năng tạo bọt
 Bọt thực phẩm = hệ phân tán (bóng
bọt/chất lỏng hay chất bán rắn), ví dụ kem
ướp lạnh, bọt bia, bánh mì
 Để bọt bền: màng mỏng bao quanh bóng
bọt phải đàn hồi và không thấm khí khi
protein được hấp thụ vào bề mặt liên pha
thì sẽ tạo ra được một màng như thế
 Các chất tạo bọt thực phẩm thường là
protein (lòng trắng trứng, máu, protein của
đậu tương)
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 89
Khả năng cố định mùi
 Protein hấp phụ chất có mùi qua tương tác Van
der Waals, liên kết đồng hóa trị, liên kết tĩnh
điện:
– Các hợp chất bay hơi có cực như rượu đính
vào protein bằng liên kết hydro
– Các hợp chất bay hơi có M thấp cố định vào
các gốc axit amin không cực qua tương tác
kỵ nước (ưa béo)
– Một số có liên kết đồng hóa trị không thuận
nghịch (aldehit hay xeton vào nhóm NH2/
protein, chất bay hơi có nhóm NH2 vào nhóm
COOH/protein)
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 90
25/06/2017
16
VI. Các biến đổi của protein trong 
QTSX và bảo quản thực phẩm 
 Biến đổi do nhiệt
 Biến đổi do enzyme
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 91
Biến đổi do nhiệt
Gia nhiệt vừa phải (chần) protein biến tính
 vô hoạt độc tố, chất kìm hãm, enzyme
không mong muốn
Gia nhiệt kiểu thanh trùng (> 110 – 1150C) 
một phần Cys, Cysn bị phá hủy H2S,
dimetylsunfua, axit xisteic mùi đặc trưng
Gia nhiệt khan, t >2000C Trp bị vòng hóa
 , ,  cacbolin
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 92
Biến đổi do nhiệt
Gia nhiệt TP giàu protein có pH trung tính
hay kiềm ở t0 cao (>2000C)
– Thủy phân lk peptit, raxemic 50% gt
dinh dưỡng (đphân D khó tiêu hóa)
– Phá hủy aa: Arg ornitin, ure, sitrulin,
NH3; Cys dehydroalanin
– Tạo cầu nối đồng hóa trị giữa các chuỗi
polypeptit
 Xử lý nhiệt thịt/cá ở t0 >t0 thanh trùng cầu
đồng hóa trị kiểu izopeptit giữa Lys và
Glu/Asp
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 93
Biến đổi do enzyme
 Phản ứng khử amin
 Phản ứng khử cacboxyl
 Phản ứng khử amin khử cacboxyl
 Phản ứng tạo mercaptan
 Phản ứng tạo scatol, indol, crezol, phenol
 Phản ứng tạo di-trimetylamin từ các lipoprotein
 Phản ứng tạo phosphin
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 94
Phản ứng khử amin
R – CH – COOH + H2O
NH2
R – CH – COOH + NH3
OH
R – CH – COOH + H2
NH2
R – CH2 – COOH + NH3enzyme củaVSV hiếu khí
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 95
Phản ứng khử cacboxyl 
R – CH – COOH 
NH2
R – CH2 – NH2 + CO2
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 96
25/06/2017
17
Phản ứng khử amin khử cacboxyl 
1) R – CH – COOH + ½ O2
NH2
R – CO – COOH + NH3
R – CH – COOH
OH
R – CH2 – OH + CO2
2) R – CH – COOH + H2O
NH2
R – CH – COOH + NH3
OH
R – CO – COOH R – CH = O + CO2
Decacboxylaza
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 97
Phản ứng tạo mercaptan 
CH – NH2 +2H
COOH
+ CO2 + NH3
CH2 - SH
CH3
CH2 - SH
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 98
ThS. Phạm Hồng Hiếu 99
Phản ứng tạo scatol, indol, crezol, phenol
NH
CH2 CH
NH2
COOH H2O
NH
CH2 CH COOH
OH + NH3
NH
CH2 COOH
NH
CH3
NH
acid indoloxypropionic
+ O2
+ H2O + CO2
+ 3/2 O2
+ H2O + CO2
acid indolacetic
scatol
NH
CH2 CH COOH
OH
acid indoloxypropionic
NH
CH2 COOH
acid indolacetic
NH
CH3
scatol indol
+ CO2
Triptophan
Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein ThS. Phạm Hồng Hiếu 100
Phản ứng tạo scatol, indol, 
crezol, phenol
 Tạo crezol, phenol:
CH2 CH
NH2
COOHOH OH CH3 OH
crezol phenolTyrosine
Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein
ThS. Phạm Hồng Hiếu 101
Phản ứng tạo di-trimetylamin 
từ các lipoprotein
Phần lipit sau khi tách từ
lipoprotein sẽ bị chuyển hóa thành
các di-trimetylamin
[O]
N
CH 3
CH 3
CH 3 OH
CH 2 CH 2 OH N
CH 3
CH 3
CH 3
N
CH 3
CH 3
CH 3
O
colin trimetylamine oxytrimetylamine
Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein
Phản ứng tạo phosphin
Xảy ra với phosphoprotein và nucleoprotein 
có chứa H3PO4:
H3PO4 PH3 + 2O2
Phosphin (PH3) là khí không màu, mùi thối,
rất độc
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 102
25/06/2017
18
ThS. Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP1 – Chương 2: Protein 103