Tổng quan về protein của thịt

PROTEIN CỦA THỊT GIỚI THIỆU VỀ THỊT: Sơ lược về thịt , thành phần hoá học , giá trị dinh dưỡng: Thịt là một trong những thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao , thịt các động vật máu nóng như thịt lợn , thịt bò ,thịt gia cầm …có chứa nhiều acid amin cần thiết ,các chất béo, các chất khoáng , vitamin . Thịt các loại nói chung nghèo canxi , giàu photpho . [1] Dựa vào giá trị sử dụng của thịt trong thực phẩm người ta chia thành các loại mô. Bảng 1: CÁC LOẠI MÔ CỦA THỊT: Tên mô Bò Heo Mô cơ 57-62 40-58 Mô mỡ 3-16 15-40 Mô liên kết 9-12 6-8 Mô xương , sụn 17-29 8-18 Mô máu 4-5 7,5-8 {2} Thịt gia súc và thịt cá là những cơ trong đó chứa từ 15-22% protein , nghĩa là protein chiếm từ 50-95% chất hữu cơ trong thịt . Có 3 loại cơ :cơ vân (còn gọi là cơ xương) , cơ trơn và cơ tim . Cơ vân bám vào xương và chiếm tỷ lệ nhiều nhất . Thịt tương ứng với cơ vân . Thịt có đặc điểm chung là chứa nhiều nước (60-75%) . Lipid trong thịt dao động nhiều , điều đó liên quan với loại súc vật , mức đôï béo và vị trí miếng thịt . Glucid có trong thịt rất ít dưới dạng glycogen , gluco và acid lactic có một lượng nhỏ (1% khối lượng thịt) . Trong thịt còn chứa một lượng chất chiết xuất tan trong nước , dễ bay hơi , có mùi vị thơm đặc biệt , số lượng khoảng 1,5-2% trong thịt . Nó có tác dụng kích thích tiết dịch vị rất nhanh . Các chất chiết xuất gồm có creatin , creatinin , carnosin và glycogen , glucoza và acid lactic . Khi luộc thịt phần lớn các chất chiết xuất hoà tan vào nước làm cho thịt có mùi thơm ngon đặc hiệu. Thịt gia cầm thuộc loại thịt trắng có nhiều protein , lipid , khoáng , vitamin hơn so với thịt đo.û Bảng 2: THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA MỘT SỐ LOẠI THỊT Tên thực phẩm Năng lượng (kcal) Thành phần hóa học (mg%) Nước Protein Lipid Glucid Thịt bê nạc 85 72 20,0 0,5 0 Thịt bò loại 1 118 74,1 21,0 3,8 0 Thịt bò loại 2 167 70,5 18,0 10,5 0 Thịt trâu thăn 121 73,0 22,8 3,3 0 Thịt trâu bắp 115 74,2 21,9 3,0 0 Thịt chó sấn 338 53,0 16 30,0 0 Thịt dê nạc 122 74,4 20,7 4,3 0 Thịt lợn nạc 139 73 19 7 0 Thịt lợn 3 chỉ sấn 260 60,9 16,5 21,5 0 Thịt gà ta 199 65,6 20,3 13,1 0 Thịt vịt 267 59,5 17,8 21,8 0 {3} .Tính chất vệ sinh của thịt : Thịt là nguồn thức ăn có giá trị dinh dưỡng cao , được xếp vào thức ăn nhóm 1 , đồng thời lại là thức ăn dễ chế biến dưới nhiều dạng món ăn ngon vì vậy nó là thức ăn thường gặp hàng ngày trong bữa ăn của nhân dân ta . Nếu chúng ta sử dụng thịt không đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh thì thịt trở nên gây hại cho người sử dụng . Thịt có thể là nguồn lây bệnh nhiễm khuẩn như lao , than ,tị thư… các bệnh kí sinh trùng như sán dây , sán chó …Thịt còn có thể gây ngộ độc thức ăn do nhiễm vào thịt hoặc do độc tố chứa sẵn trong thịt và phủ tạng như cóc (bao gồm da ,buồng trứng và gan) chứa độc chất Bufotonin , Bufotoxin . Các loại nhuyễn thể khi chết dễ phân huỷ sinh độc tố Mytilotoxin . Các độc tố này gây liệt thần kinh trung ương . Nếu ngộ độc nặng người bệnh có thể chết do liệt hô hấp hoặc tuần hoàn . {4} PROTEIN CỦA THỊT : Tổng quan về protein thịt: Giá trị dinh dưỡng của thịt chủ yếu là nguồn protein . Protein của thịt là loại protein hoàn thiện , chứa tất cả các acid amin cần thiết cho cơ thể . Thành phần dinh dưỡng trong thịt thay đổi tuỳ theo vị trí miếng thịt trên thân . Thông thường phần nạc lưng và nạc đùi chứa hàm lượng protein cao nhất có lẽ vì thành phần cơ này của con vật hoạt động nhiều hơn các thành phần khác. Thịt gia súc có sừng có hàm lượng protein cao hơn thịt gia súc không sừng nhưng ít béo hơn . Hàm lượng protein ở con non béo cao hơn con già gầy. Bảng 3: Thành phần acid amin không thay thế Acid amin Hàm lượng % trong protein Thịt bò Thịt heo Trứng sữa Lysin 8,1 7,8 7,2 8,1 Methionine 2,3 2,5 4,1 2,2 Tryptophan 1,1 1,4 1,5 1,4 Phenylalanine 4,0 4,1 6,3 4,6 Threonine 4,0 5,1 4,9 4,8 Valin 5,7 5,0 7,3 6,2 Leucine 8,4 7,5 9,2 1,8 Isoleucine 5,1 4,9 8,0 6,5 Arginine 6,6 6,4 6,4 4,3 Histidine 2,9 3,2 2,1 2,6 {5} Theo bảng trên protein của thịt chứa hầu hết các acid amin không thay thế với lượng đáng kể và gần tương đương với protein của trứng và sữa. Protein của mô cơ là loại protein hoàn thiệân . Protein của mô cơ dễ tiêu hóa bởi các men tiêu hoá như :pepsin , trypsin , chymotrypsin ,dễ bị thuỷ phân bởi các proteaza thực vâït như papain của đu đủ , bromelin của dứa . Giá trị sinh học của protein mô cơ rất cao :thịt bò 69 , thịt lợn 74 so với mô liên kết là 25.Protein của mô cơ còn chứa các thành phần quyetá định sự cứng xác , sự mềm mại và hương vị cho thịt sau giết mổ. Phần lớn thành phần protein mô cơ tập trung trong sợi cơ theo sơ đồ trên : {6} Ngoài giá trị dinh dưỡng , protein thịt còn có một số tính chất như :tạo gel , tạo nhũ …rất quan trọng trong chế biến thực phẩm : Tính chất tạo gel: Protein của cơ vân: khả năng tạo gel bởi nhiệt của các protein miofibril ở thịt là cở sở kết cấu của nhiều sản phẩm thực phẩm . Do tạo ra mạng lưới gel nên các protein này là tác nhân gắn kết trong thịt tái tạo, các loại giò, là tác nhân làm bền nhũ tương trong xúc xích , hoặc là tác nhân làm mịn và đàn hồi trong kamaboko . Tính chất lưu biến đặc trưng của các sản phẩm có tính chất cao cấp này phụ thuộc vào bản chất và độ tươi của nguồn protein (protein khi đưa đi chế biến phải không bị biến tính bởi nhiệt, bởi lạnh và không bị proteolizo) sự có mặt của muối trung tính và điều kiệân gia nhiệt để tạo gel . Để gel tạo ra đẹp thì thêm một tỷ lệ nhất định muối ăn (2-3%) để trích li ra một lượng đủ miozin. Ngoài ra cũng có thể thêm các hợp phần protein không phải thịt: protein của đậu phụ để tăng khả năng hấp thụ nước và giữ nước hoặc natri caseinat để tăng khả năng nhũ hoá và làm đặc , hoặc huyết tương máu để tạo cho gel rất cứng khi nấu tuy không làm tăng độ nhớt cho thịt ở xúc xích. Tính chất tạo nhũ:protein Actomiozin trong thịt có tính chất làm bền nhũ tương thực phẩm ,điển hình là thịt nghiền nhỏ làm xúc xích . {7} .Phân loại protein : Protein của thịt được chia làm 3 nhóm : Protein tơ cơ: (Myofirillar proteins) Mỗi sợi cơ thường được tạo nên từ rất nhiều sợi tơ xếp song song với nhau , có đường kính 1m , được bọc trong một bào tương gọi là chất cơ trong đó có chứa các nhân , các ty thể và nhiều hợp chất hoà tan nhất là ATP, creatin , myoglobin , các enzym đường phân và glycogen . Mỗi sợi cơ có đường kính từ 10-100m , dài 35cm và được bao bằng một màng sợi cơ có khả năng tiếp nhận các tác nhân kích thích thần kinh mà khi khử cực sẽ làm khởi đôïng sự co cơ . Mỗi sợi tơ cơ lại được bao bọc bằng một mạng giàu ion Ca2+ gọi là mạng chất cơ và thông với màng sợi cơ bằng các đường ống . Các tổ chức này sẽ tham gia vào sự truyền các xung thần kinh và sự trao đổûi ion . Protein chứa trong tơ cơ là loại protein chủ yếu hình thành nên cấu trúc và kích thước của cơ . Những protein này chịu trách nhiệm về khả năng co rút của những cơ sống . Những nguồn thịt sống có giá trị cao thường chứa protein nhóm này cao nhất . Những protein này được phân biệt với protein thịt khác bởi vì chúng tan được trong dung dịch muối có nồng độ cao , hình thành cấu trúc filamentous trong những loại thịt thông thường . Chính khả năng này làm chúng trở nên có giá trị trong quá trình sản xuất thịt như : quá trình sản xuất thịt heo xắt lát hoặc thịt bò nướng . Sự hoà tan của nhóm protein này tạo kết cấu gel giữ cho sản phẩm thịt kết dính với nhau . Những protein tan trong muối có vai trò trong việc giữ nước và đóng góp rất nhiều trong quá trình sản xuất của nhiều hãng thực phẩm [8] Protein tơ cơ chiếm trên 50% lượng protein của cơ , có thể chia thành hai nhóm : Protein co rút như miozin , actin. Protein điều hoà co rút như troponin , tropomiozin , -actinin ,-actinin , protein M , protein C. Miozin: Phân tử miozin gồm 6 tiểu đơn vị , phần hình trụ có chiều dài gần 120nm và đường kính 1,5nm . Phần đầu có cấu trúc xoắn ốc dài chừng 15nm , đường kính 4,5nm . 55% chuỗi polypeptide có cấu trúc xoắn . Phân tử có chứa 40 nhóm sulfidril nhưng lại không có cầu disulfur . Dưới tác dụng của trypsin phân tử miozin bị cắt thành hai mảnh : Meromiozin nặng (M=350 000) : chứa cái đầu của miozin có hoạt tính ATPaza có khả năng cố định đựơc actin và không tạo thành dạng sợi Meromiozin nhẹ(M=125 000): không tan được trong nước, gần như toàn bộ có cấu trúc xoắn ,có thể tạo thành dạng sợi , lực tương tác giữa các phân tử là lực ion . Do sự phân bốâ các nhóm điện tích trên chuỗi polypeptidemà khoảng cách giữa hai đầu của cùng một sợi dimemiozin là 42,5nm còn khoảng cách giữa hai đầu của hai sợi dimemiozin canh nhau là 14nm . Miozin có hoạt tính ATPaza có khả năng tự liên kếùt thuận nghịch với actin tạo thành phức miozin –actin. Actin : Phân tử actin có 374 gốc acid amin . Actin dưới dạng đơn phân chỉ gồm 1 chuỗi polypeptide có cấu trúc bậc ba (G-actin).Phân tử G-actin có chứa một phân tử ATP và một ion Ca2+ . Trong những điều kiện xác định (nồng đôï Ca2+ hoặc Mg2+ lớn hơn 1nM ) . G-actin tự trùng hợp thành F-actin . Các sợi được cuộn lại thành xoắn ốc kép chứa 13 monome(G-actin)/1 vòng xoắn/1 sợi . Mỗi sợi có từ 340-380 monome G-actin . Trong quá trình trùng hợp , ATP liên hợp vào G-actin bị thuỷ phân tạo thành ADP và photphat vô cơ , ADP nằm lại trên monome G-actin F - actin Troponin: Là protein phân bố dọc theo chiều dài F-actin , cứ 39nm có 1 troponin , có 3 troponin T , I , C và có khối lượng phân tử khác nhau .Troponin C có 4 chỗ để gắn ion Ca2+ . Việc gắn ion Ca2+ vào troponin diễn ra bằng cách dịch chuyển tropomiozin dọc theo cấu trúc xoắn của gốc actin . Tropomiozin : Chứa hai chuỗi polypeptide có cấu trúc xoắn với 284 gốc acid amin . Phân tử tropomiozin gắn vào hai sợi F-actin còn bản thân các phân tử tropomiozin thì gắn đầu đối đầu với nhau bằng liên kết ion . Mỗi phân tử tropomiozin có một vùng để cố định troponin T vào gốc Xistein . Protein chất cơ: (Plasma proteins): Được tìm thấy trong tế bào cơ , là phần chất lỏng bao bọc lấy protein dạng sợi , cung cấp những chức năng hoá sinh cần thiết cho quá trình sinh tổng hợp protein . Hầu hết chúng là những phần của hệ thống sản xuất năng lượng .Trong nhóm này có hàng trăm loại protein khác nhau nhưng với tỷ lệ rất nhỏ . Myoglobin là loại protein điển hình trong nhóm này . Nó có vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất thịt vì đây là loại protein tạo màu cho thịt . {9} Myoglobin(Mb): Có cấu tạo gồm nhóm ngoại là nhóm Heme và phân tử Globin. Một phân tử Myoglobin chỉ gồm một đơn vị , không phải là bốn đơn vị như Hemoglobin. Phân tử Globin do 153 gốc acid amin tạo nên , trong đó 121 gốc tham gia vào cấu trúc xoắn a , gồm 8 phần , mỗi phần chứa từ 7-26 gốc. Myoglobin là protein có cấu trúc bậc 3 tiêu biểu . Nhóm Heme gắn với Globin ở gốc Histidin có số thứ tự 93. Cấu tạo của nhóm heme: Myoglobin là protein có cấu trúc bậc ba tiêu biểu: Lượng myoglobin thay đổi tuỳ theo từng loại mô , từng loài , độ tuổi , giới tính dẫn đến màu sắc thịt cũng thay đổi theo . Độ tuổi càng cao thì lượng Mb càng nhiều nên thịt của con vật già có màu đậm hơn con vật non. [10] Myoglobin protein tạo màu cho thịt : Desoxymioglobin là sắc tố bẩm sinh của thịt làm cho thịt có màu đỏ tía, trong đó Fe có hóa trị II. Myoglobin (Mb) khi mang oxy tạo thành Oxymyoglobin (MbO2) có màu đỏ rực. MbO2 là chất dự trữ oxy cho cơ, trong đó Fe có hóa trị II. Màu của MbO2 có thể nhận thấy rõ trên bề mặt thịt tươi. Mb và MbO2 khi bị oxy hóa thì Fe2+ chuyển thành Fe3+ tạo nên Metmyoglobin (MMb) có màu nâu. Khi nguyên tử Fe ở trạng thái Fe3+ thì phân tử Mb không có khả năng kết hợp với oxy nữa. Màu sắc của thịt tươi là do tỉ lệ của 3 chất trên qui định. Khi quan sát ta có thể thấy bên ngoài thịt có màu đỏ tươi ( hồng) còn bên trong thì có màu sậm hơn. Đó là do các phân tử Mb bên ngoài thịt tiếp xúc với oxy không khí tạo ra MbO2. Còn bên trong thì thiếu oxy nên lượng Desoxymyoglobin và MMb nhiều hơn, gây nên màu sẫm. Trong một số trường hợp thịt để lâu ngoài không khí hoặc do có tiếp xúc với chất oxy hóa, phần bên ngoài thịt có lượng MMb nhiều nên có màu đậm hơn. Phản ứng oxy hóa MbO2 thành MMb và phản ứng khử ngược lại liên tục xảy ra trong cơ và cả sau khi súc vật bị giết một thời gian. Để bảo vệ màu sắc của thịt tươi cần tạo điều kiện để phản ứng khử chiếm ưu thế. Có thể chuyển MMb thành Desoxymyoglobin khi có mặt các tác nhân khử như Glucose,acid ascorbic hoặc SO2. {11} Protein của khung mạng (connective tissue protein): Protein của mô liên kết là loại proteinkhông hoàn thiện , khó tiêu hoá ,nhóm này làm cho bộ xương cử độïng bằng cách tạo ra sự co giãn ở nhóm protein dạng sợi . Chức năng này đòi hỏi protein mô liên kết phải bền và mạnh , các loại protein collagen , reticulin , muxin thường chiếm tỷ lệ nhiều trong mô liên kết. Nhóm protein này quan trọng trong tiến trình sản xuất thịt vì nguồn thịt rẻ hơn có khuynh hướng chứa một lượng lớn protein thuộc nhóm này . Colagen và elastin là 2 protein chiếùm trên 50% lượng protein của khung . {12} Collagen: Colagen có trong xương trong da trong gân , trong sụn và trong hệ thống tim mạch . Nó là protein dạng sợi ,không đàn hồi được do đó bảo vệ cơ chống lại sự kéo căng .Tropocolagen là đơn vị cơ sở của colagen , có hình trụ (dài gần 300nm, đường kính 1,5nm) do 3 chuỗi polypeptide cuốn lại thành xoắn ốc kép ba với bước là 0,9nm . Trong mỗi chuỗi polypeptide có các đoạn cấu trúc (Gly-X-Y)n lặp đi lặp lại nhiều lần (n=5 hoặc n=6, X là gốc prolin hoặc hydroxyprolin ,Y là gốc alanin hoặc hydroxyalanin) . Xen giữa các đoạn cấu trúc này là các vùng có cực . Các gốc glyxin chiếm 33% tổng lượng acid amin ( thường nằm ở trong xoắn ốc kép ba) . Còn các gốc acid amin thì nằm ngoài xoắn ốc này do đó có thể tham gia tương tác giữa các phân tử . Colagen không đàn hồi được là do các cầu đồng hoá trị giữa các nhóm -NH2 của gốc hydroxylizin và chức andehyde của gốc lyzin hoặc gốc hydroxylyzin nằm ở phần không xoắn ốc . Ở các động vật non ,các cầu đồng hoá trị nối các phân tử tropocolagen với nhau tương đối không bền nên dễ dàng bị phá huỷ bởi pH ,bởi nhiệt hoặc bởi các tác nhân biến tính . Ngược lại ở đôïng vật già các cầu đồng hoá trị này thường được thay thế bởi những cầu khác bền hơn do đó làm tăng đôï cứng của thịt . Trong quá trình chín thịt ,colagen chỉ bị biến đổi chút ít .Trong quá trình xử lý nhiệt trong môi trườmg ẩm , các sợi colagen co lại , sau đó bị gelatin hoá khi nhiệt độ đủ cao . Trên 800C colagen bị hoà tan hoặc bị gelatin hoá do các sợi bị phân ly và do xoắn ốc kép ba bị duỗi ra ,phân tử bị thuỷ phân từng phần . Ở trạng thái tự nhiên ,colagen chỉ bị pepsin , colagenaza thuỷ phân . Sau khi biến tính nhiệt mới được trypsin , chymotrypsin và cacboxypeptidaza thuỷ phân . {13} Elastin: Elastin là protein màu vàng , có nhiều trong thành phần các động mạch , trong các dây chằng , đốt sống của động vật có xương sống . Elastin có cấu trúc sợi , phân tử gồm -elastin (M=70000) và -elastin (M=50500) nối với nhau bằng rất nhiều cầu đồng hoá trị . Các cầu đồng hoá trị này có thể là desmosin , izodesmosin ví dụ cầu desmosin do 4 gốc lizin ngưng tụ lại tạo thành 1 phức vòng. Khi nấu trong nước elastin chỉ trương ra mà không hoà tan , nó là protein rất bền với acid , baz và các proteaza , chỉ bị thuỷ phân một phần bởi papain . BIẾN ĐỔI CỦA PROTEIN THỊT TRONG CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN: Aûnh hưởng của nhiệt độ: Phần lớn các protein của chất cơ đều bị biến tính vàtạo ra các tập hợp khi nhiệt đôï từ 45-60oC . Myoglobin bị biến tính khiến cho màu sắc của thịt bị biếùn từ đỏ sang nâu xám do tạo ra sắc tố ferihemocrom . Tới 50oC thịt vẫn giữ màu sắc . Giữa 50oC và 70OC thịt trắng ra và cho dung dịch màu đo û. Lớn hơn 70oC thịt có màu nâu và dịch mất màu do Myoglobin bị biến tính. Cacù biến đổi của Myoglobin liên quan đến các xử lý công nghệ quyết định nên màu sắc của thịt và các sản phẩm thịt theo bảng tóm tắt: . Bảng 4:Các biến đổi chính của Myoglobin trong thịt Với colagen thì trong quá trình gia nhiệt đến 55oC phân tử bị co ngắn đi 1/3 ,khi gần 61oC thì gần ½ số sợi colagen bị co . Khi nhiệt độ đến gần 100oC thì colagen bị hoà tan và tạo thành gelatin.Khi gia nhiệt có áp suất ở 115oC và 125oC thì colagen hoà tan rất nhanh chóng . Gelatin có khả năng chịu lực cắt kém nhưng khả năng giữ nước rất tốt . Ngược với colagen , elastin gần như không bị biến đổi trong quá trình nấu . Ở nhiệt độ 100oC và có nước thì elastin cũng chỉ bị trương ra thôi . Các protein tơ cơ sẽ giảm độï hoà tan khi nhiệt độ giữa 40oC và 60oC vì lúc này mạch polypeptide bị giãn và bị keo tụ . Khi nhiệt độ trên 70oC thì xảy ra phản ứng khử sulfur để tạo H2S . Chính H2S này làm đen các hộp thịt . Khi nấu khả năng giữ nước của tơ cơ cũng giảm . Nước được giaiû phóng ra một phần đi vào nước dịch , phần khác bị nhốt ở trong gelatin . Khi nấu tính chất cảm quan của thịt cũng thay đổi . H2S và hợp chất chứa S tạo ra làm cho thịt có mùi . Phản ứng Maillard xuất hiện khi nhiệt độï gần 90oC cũng làm cho thịt bị sẫm màu . {14} Aûnh hưởng của lạnh đông : Lạnh đông là phương pháp bảo quản thịt rất tốt , tuy nhiên cũng làm xấu đi một số tính chất của thịt . Các biến đổi xảy ra khi làm lạnh đông (như mất nước ,kết cấu thay đổi ) phụ thuộc vào tốc độ làm lạnh , nhiêt độ tối thiểu đạt được và thời gian bảo quản . Khi nhiệt độ là -1oC thì có 2% nước trong thịt ở dạng đá và lên tới 50% khi nhiệt độ giảm xuống -2oC Nồng độ các chất hoà tan trong nước chưa đông tăng lên do đó làm cho nhiệt độ càng giảm hơn . Ở điểm Ơtecti ,dung dịch là bão hoà , chất tan và đá cùng đóng rắn .Vậy là ở trên nhiệt đôï Ơtecti trong thịt tồn tại các vùng trong đó pha lỏng chứa các chất hoà tan rất đậm đặc . Ở nhiệt độ lạnh đông thông thường , (từ -20oC đến -35oC) , 90% nước đông lại làm cho nồng độ các chất hoà tan trong nước chưa đông tăn