Protein hay chúng ta quen gọi là “chất đạm” là một thành phần quan trọng đối với con người, đảm nhiệm nhiều chức năng trong cơ thể. Ngoài ra một số hợp chất protein được sử dụng trong nhiều ngành sản xuất. Vậy hãy cùng VIETCHEM tìm hiểu protein là chất gì, những tính chất tiêu biểu cũng như vai trò của chúng đối với con người là gì?

1. Protein là chất gì?

Protein là một hợp chất hữu cơ có vai trò quan trọng trong cuộc sống. Chúng gồm 4 nguyên tố cơ bản là C, H, O, N; đôi khi kèm theo S và P. Đây là những đại phân tử sinh học, tham gia cấu tạo nên các tế bào và đảm nhiệm nhiều chức năng của cơ thể. Protein (hay thường được gọi là protid, chất đạm)  là 1 trong 4 nhóm chất dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của con người. 

Các nhà khoa học chỉ ra rằng cơ thể chúng ta có khoảng 20,000 loại protein khác nhau, phân bố ở mọi bộ phận và các mô trong cơ thể. Mỗi một protein có cấu tạo, chu kỳ sống cũng như đảm nhiệm chức năng khác nhau trong cơ thể. Đồng thời các sản phẩm từ protein cũng được sử dụng trong các ngành sản xuất. 

Protein là gì? 

2. Cấu tạo của protein

Protein được cấu tạo từ hàng trăm hoặc hàng nghìn đơn vị acid amin liên kết với nhau tạo thành các chuỗi dài. Các phân tử amino axit liên kết với nhau bằng các liên kết peptid. Mặc dù có rất nhiều loại protein nhưng chúng chỉ được tạo thành từ 20 loại axit amin. Mỗi một cách sắp xếp các axit amin sẽ tạo ra các protein khác nhau. Trình tự sắp xếp này quy định bởi trình tự nucleotit của gen mã hóa protein này.

Cơ thể chúng ta không thể dự trữ được axit amin nên chúng được lấy từ sản phẩm chuyển hóa từ các dạng axit khác hoặc sinh tổng hợp từ đầu. Trong số các axit amin thì cơ thể không thể tự tổng hợp được mà cần được bổ sung vào cơ thể qua thức ăn. Đó chính là:  Histidine, Isoleucine, Leucine, Lysine, Methionine, Phenylalanine, Threonine, Tryptophan và Valine.

Các axit amin thông dụng 

3. Cấu trúc của protein

Cấu trúc của protein phức tạp. Chúng thường không ở dạng chuỗi thẳng mà gấp lại tạo cấu trúc không gian 3D. Hình dạng đó phụ thuộc vào trình tự sắp xếp và tương tác của các axit amin với nhau. 

Các nhà hóa sinh chia cấu trúc protein thành 4 cấp độ:

• Cấu trúc bậc 1 (Primary structure): Axit amin sắp xếp tạo thành 1 chuỗi polypeptid.
• Cấu trúc bậc 2 (Secondary structure): Là sự sắp xếp các chuỗi polypeptid trong không gian. Các chuỗi polypeptid thường không ở dạng thẳng mà ở dạng xoắn, tiêu biểu là cấu trúc xoắn α và cấu trúc nếp gấp β, được cố định bởi các liên kết Hydro giữa những amino acid ở gần nhau.  
• Cấu trúc bậc ba (Tertiary structure): Tại đây các xoắn α và các phiến gấp β cuộn lại với nhau thành từng búi với hình dạng tổng thể đặc trưng cho từng loại protein, có vai trò quyết định đến hoạt tính và chức năng của protein. Cấu trúc bậc ba thường ổn định bởi các tương tác phi địa phương, sự hình thành lõi kỵ nước, liên kết qua cầu muối, liên kết hydro, liên kết disulfua…
• Cấu trúc bậc bốn (Quaternary structure): Được tạo thành từ nhiềuchuối polypeptid liên kết với nhau nhờ các kiên kết hiđro. Chúng được gọi là tiểu đơn vị protein, có chức năng như một phức hợp protein đơn.

Các bậc cấu trúc của protein

Thực tế cấu trúc của protein còn thay đổi để tạo hình dạng phù hợp giúp chúng thực hiện các chức năng. Ngoài ra trong dung dịch, protein cũng biến đổi do dao động nhiệt và va chạm với nhau. 

4. Phân loại protein

Có nhiều cách để phân loại protein. Nếu dựa theo đặc điểm cấu trúc bậc 3 có thể chia protein thành 3 dạng điển hình:

• Protein hình cầu.
• Protein dạng sợi: Thường gặp là collagen, keratin,...
• Protein màng: Đóng vai trò như các thụ thể, các kênh cho phân tử phân cực hoặc tích điện đi qua màng tế bào.

Khi dựa vào chức năng có thể chia protein thành các nhóm chính:

• Kháng thể: Còn được gọi là immunoglobulin (Ig) có tác dụng xác định và tiêu diệt các vật thể lạ xâm nhập vào cơ thể.
• Enzym: Đóng vai trò là chất xúc tác trong các phản ứng sinh học.
• Các chất truyền tín hiệu, ví dụ như các hormone: Insulin, estrogen, TSH…
• Protein cấu trúc: Tham gia cấu tạo nên các bộ phận cho cơ thể, cung cấp cấu trúc và hỗ trợ các tế bào và mô.
• Vận chuyển và lưu trữ: Có nhiệm vụ mang các vật chất trong tế bào và vận chuyển đến các cơ quan trong cơ thể. 

Vai trò của protein với cơ thể

5. Sử dụng Protein trong công nghệ thực phẩm

Protein là một thành phần quan trọng, đảm nhiệm nhiều chức năng trong cuộc sống con người và sản xuất đặc biệt là sản xuất thực phẩm. Protein được biến đổi để có nhiều ứng dụng trong công nghệ thực phẩm:

• Khả năng tạo gel: Protein qua sự gia nhiệt hoặc tác dụng cơ học chuyển thành protein biến tính. Các phân tử này tập hợp lại thành mạng không gian mới gọi là trạng thái gel.
• Khả năng tạo bột nhão: Trong bột mì có chứa thành phần protein là gluten. Khi hòa bột với nước, gluten và tinh bột thấm nước, trương nở và nhào trộn tác động đến gluten làm chúng biến đổi giúp bột có khả năng giữ khí và có thể tạo hình. Khi nướng lên sẽ tạo cấu trúc xốp.  
• Khả năng nhũ hóa: Bổ sung thêm protein vào hệ nhũ tương để chúng hấp phụ vào bề mặt của các hạt nhũ tương giữ chúng ở trạng thái phân tán. Ngoài ra khi protein mang điện tích, khi chúng hấp thụ trên bề mặt liên pha sẽ tạo lực đẩy tĩnh điện làm cho hệ nhũ tương bền.
• Khả năng tạo bọt:  Protein giúp cho màng mỏng bao quanh bóng bọt thêm  tính đàn hồi và không thấm khí, giữ hệ bọt bền. Các chất tạo bọt được dùng trong thực phẩm thường là protein như lòng trắng trứng, máu, protein đậu nành....
• Khả năng cố định mùi: Protein có khả năng cố định được các chất mùi do có thể hấp phụ chất mùi hoặc liên kết với chúng. Nhờ khả năng đặc biệt vậy giúp protein tạo cho sản phẩm mùi hương đặc trưng và bền. 

Sử dụng gelatin trong chế biến thực phẩm

Qua bài viết trên đây hy vọng đã giúp bạn đọc nắm được những thông tin cơ bản về khái niệm protein, cấu tạo, cấu trúc, chức năng cũng như ứng dụng của chúng trong chế biến thực phẩm. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào hãy liên hệ với chúng tôi qua website vietchem,com.vn hoặc liên hệ trực tiếp qua hotline 0826 010 010 để được tư vấn nhanh nhất.