Tải bản đầy đủ
11 . Phân tích thống kê

11 . Phân tích thống kê

Tải bản đầy đủ

có hay không sự khác biệt đáng kể tồn tại trong các phương tiện. Tất cả các thí nghiệm có ý
nghĩa là ở mức ý nghĩa 0,05.

3 . Kết quả và thảo luận
3.1. Giá trị pH, mật độ, độ nhớt và giai đoạn
Hàm lượng protein thô của sữa đậu nành là 4,4 g/100 g . Bảng 1 cho thấy sự thay đổi pha
của sữa đậu nành xử lý áp lực. Áp lực xử lý vượt quá 500 MPa trong 30 phút, sản phẩm được
chuyển thành sol nhưng dưới mức áp lực này các sản phẩm ở dạng pha lỏng . Không có sự khác
biệt rõ ràng trong các giá trị pH và mật độ của sữa đậu nành sau khi xử lý áp suất cao (dữ liệu
không hiển thị ở đây ) .
Độ nhớt của sữa đậu nành cũng có ảnh hưởng (Hình 1) . Hiện tượng tương tự xảy ra với
các mẫu nước nóng. Protein đậu nành phân tán tăng độ nhớt sau khi gia nhiệt và có sự thay đổi
bất thuận nghịch trạng thái gel protein (Yamauchi, Yamagishi , & Iwabuchi , 1991). Những thay
đổi về độ nhớt và pha của sữa đậu nành sau khi xử lý áp suất cao cho thấy rằng các protein đậu
nành trong sữa đậu nành đã bị thay đổi trước khi tạo thành gel.
Bảng 1. Ảnh hưởng của xử lý áp suất cao đến pha của sữa đậu nành

Hình 1. Độ nhớt của sữa đậu nành sau khi thanh trùng ở nhiệt độ phòng trong 10 phút

Hình 2. Quang phổ huỳnh quang của ANS khi xử lý sữa đậu nành ở các áp suất khác
nhau. (1) Kiểm soát; (2) 100 MPa; (3) 200 MPa; (4) 300 MPa; (5) 400 MPa; (6) 500 MPa; (7)
600 MPa (điều áp 10 phút, nhiệt độ phòng).
3.2. Kỵ nước
Tương tác kỵ nước đóng vai trò quan trọng trong ổn định của cấu trúc thứ 3 và trong các
tương tác protein - protein. Biến tính của protein do nung nóng làm tăng bề mặt kỵ nước

(Sorgentini , Wagner, và Anon, 1995). Nghiên cứu được tiến hành với protein đậu nành tinh
khiết cho thấy rằng nhiệt làm tăng bề mặt kỵ nước của globulin 7S và 11S: sự khác biệt rõ rệt đã
được quan sát ở nhiệt độ biến tính tương ứng, khoảng 70 oC (Kato, Osako, Matsudomi, và
Kobayashi, 1983) và 85oC (Belyakova, Semenova & Antipova năm 1999). Tương tác kỵ nước
cũng có thể bị ảnh hưởng bởi áp suất cao ( Ohmiya , Kajino , Shimizu, và Gekko , 1989). Sự gia
tăng bề mặt kỵ nước sau khi xử lý áp suất cao cũng đã được nghiên cứu cho cả globulin 11S và
7S tinh khiết ( Galazka , Dickinson , và Ledward năm 1999; Pedrosa & Ferreira , 1994; Zhang
etal , 2003 . ) .
ANS đã được sử dụng ở đây với vai trò là thăm dò huỳnh quang để phát hiện các thay đổi
ưa nước của protein đậu nành trong sữa đậu nành. Hình 2 cho thấy cường độ huỳnh quang của
ANS trong sữa đậu nành xử lý ở các áp suất khác nhau. Cường độ huỳnh quang tăng mạnh với
áp lực gia tăng lên đến 300 MPa, nhưng áp lực cao (500 MPa) lại cho thấy giảm phát huỳnh
quang. Thay đổi màu xanh của max với áp lực ngày càng tăng có thể được quan sát cùng một
lúc.

Hình 3. Phổ huỳnh quang của ANS trong sữa đậu nành sau khi xử lý với các khoảng thời gian
khác nhau. (1) Kiểm soát; (2) 5 phút; (3) 10 phút; (4) 15 phút; (5) 20 phút; (6) 25 phút; (7) 30
phút (áp suất 300 MPa, nhiệt độ phòng).
Những kết quả này cho thấy rằng 300 MPa là áp suất gây biến đổi protein. Protein đã
hoàn toàn biến tính dưới tác dụng của áp lực cũng như vùng kỵ nước bị lộ ra, kết quả là tăng
mạnh cường độ huỳnh quang. Sự giảm cường độ huỳnh quang có thể là do số ít các nhóm kỵ
nước liên kết với các ANS bởi các tương tác giữa các phân tử ( Hayakawa , Kajihara ,

Morikawa , Oda , và Fujio , 1992) , hay do mẫu xử lý đã bị thay đổi một ít thành cấu trúc đặc
biệt, che khuất một số các nhóm kỵ nước.
Phổ huỳnh quang của ANS trong sữa đậu nành sau khi xử lý ở 300 MPa với thời gian xử
lý khác nhau được trình bày trong hình 3. Cường độ huỳnh quang tăng theo thời gian xử lý; giá
trị cường độ huỳnh quang tăng rõ rệt khi thời gian lên tới 15 phút . Thời gian xử lý kéo dài hơn
dẫn đến sự gia tăng đáng kể của cường độ huỳnh quang. Cường độ huỳnh quang tương đối giảm
khi thời gian xử lý đạt 30 phút . Mức độ biến tính phụ thuộc vào thời gian xử lý dưới một áp suất
nhất định.
3.3. Phân tích DSC
DSC được dùng rộng rãi để khảo sát các tính chất nhiệt động học của các protein biến
tính ở trong dung dịch hoặc ở trong trạng thái rắn. (Sessa, 1993)
Các thí nghiệm về nhiệt của protein đậu nành bằng DSC cho thấy những biến đổi về nhiệt
diễn ra quanh 70OC và 90OC cho các globulin 7S và 11S (German, Damodaran, & Kinsella,
1982). DSC cũng có thể được dùng để theo dõi múc độ biến tính bằng áp suất cao do protein bị
biến tính hoàn toàn sẽ không có những peak thu nhiệt trong quá trình quét.

Hình 4. Đường cong DSC của protein sữa đậu nành với phương pháp xử lý áp lực khác nhau.
(1) Kiểm soát; (2) 100 MPa; (3) 200 MPa; (4) 300 MPa; (5) 400 MPa; (6) 500 MPa (tốc độ gia
nhiệt: 1oC / phút, hàm lượng protein: 4,4 g/100 g, điều áp 10 phút, nhiệt độ phòng).
Hình 4 cho thấy các đường cong DSC của protein sữa đậu nành sau khi xử lý dưới những
điều kiện áp suất khác nhau. Mẫu số 1 cho 3 peak thu nhiệt, peak A đến C, với các nhiệt độ
tương ứng là 58oC và 71oC, và 92oC, trong đó peak B và C là 2 peak rõ nhất. Protein đậu nành

trong sữa đậu nành gồm có các tiểu phần 2S, 7S, và 11S với hàm lượng tương ứng 8-22g/100g;
35g/100g; và 31-52g/100g (Yamauchi et al., 1991; Utsumi, Gidamis, Kanamori, Kang, & Kito,
1993). Giả thiết cho rằng 2 peak B và C là của globulin 7S và 11S. Peak A có thể là của Globulin
2S. Những peak thấy rõ có thể qui cho các phản ứng thu nhiệt như phá vỡ liên kết hydro hoặc
hình thành các tương tác kị nước trong quá trình quét DSC (Molina et al., 2002)
Tất các các peak rõ sẽ nhỏ hơn nếu áp suất tăng lên. Peak A và B đã biến mất khi tăng áp
suất từ 200 lên 300 MPa, cho đến khi tăng lên trên 400 MPa thì các peak này hoàn toàn biến mất.
Các peak bị biến mất đồng nghĩa với việc protein trong sữa đậu nành đã bị biến tính hoàn toàn
dưới áp suất cao.
Phần protein 7S bị biến tính sau khi xử lý ở 300 MPa; điều này tưng ứng với tính chất kỵ
nước vốn đã ngăn cản sự tăng trưởng đáng kể sau khi xử lý ở 300 MPa. Phần protein 7S khá là
nhạy cảm với nhiệt và áp suất. Điều này khá phù hợp với cấu trúc tripeptide không có liên kết
disulfide mà chính những liên kết này lại có ảnh hưởng đến các tương tác kị nước (Yamauchi et
al., 1991) và do đó sẽ rất nhạy cảm với áp suất. Sự biến tính của phần 11S được thể hiện thông
qua sự biến mất của peak C xảy ra ở khoảng áp suất 400MPa. Cơ chế của sự biến tính có thể do
đứt các liên kết disulfide. Nguyên nhân là Globulin 11S có 12 tiểu phần nhỏ được liên kết bởi
các cầu nối disulfide, có thể là do các liên kết này bị giảm xuống nếu áp suất tăng lên quá cao,
trong trường hợp này là trên 400 MPa, dẫn đến sự biến tính. Kajiyam et al. (1995) cho rằng việc
tạo thành các sulfhydryl tự do là do giảm lượng các liên kết disulfide sau khi xử lý protein đậu
nành dưới áp suất cao. Có thể kết luận rằng các phần protein khác nhau trong sữa đậu nành có
những mức độ biến tính do áp suất khác nhau. Các Globulin 7S và 11S bị biến tính trong khoảng
300 và 400 MPa.
3.4 Phân tích điện di
Native PAGE (polyacrylamide gel electrophoresis) được dùng mà không cần thêm thuốc
thử SDS (Sodium dodecyl sulfate) hay các chất khử khác. Các mẫu không được gia nhiệt trước
khi làm thí nghiệm. Khác với SDS PAGE, các vạch của 7S và 11S không thể phân biệt trong
bảng native PAGE được. Điện di dưới những điều kiện này có thể cho biết điện tích tương đối
của các phân tử với cùng kích thước và hình dạng hoặc cho biết kích thước tương đối của các
phân tử với cùng điện tích. Do đó, bảng native PAGE có thể phát hiện áp suất ảnh hưởng đến
điện tích của các tiểu phần protein đậu nành mà không cần cho SDS, các chất khử hay xử lý
nhiệt thêm. Hình 5 mô tả bảng native PAGE của các protein đậu nành sau khi xử lý với áp suất.

Hình 5. Mẫu PAGE của protein sữa đậu nành xử lý áp lực cao. (a) điều khiển (2 g/100 g); (b)
500 MPa (2 g/100 g); (c) 400 MPa (2 g/100 g); (d) 300 MPa (2 g/100 g); (e) điều khiển (3 g/100
g); (f) 500 MPa (3 g/100 g); (g) 400 MPa (3 g/100 g); (h) 300 MPa (3 g/100 g); (i) điều khiển (1
g/100 g); (j) 500 MPa (1g/100 g); (k) 400 MPa (1 g/100 g); (m) 300 MPa (1 g/100 g) (điều áp
10 phút, nhiệt độ phòng, protein: 1 g/100 g, 2 g/100 g và 3 g/100 g).
Bảng điện di cho thấy các sự thay đổi của các vạch khá rõ ràn. Các vạch gần ở vùng giữa
( số 5, 6) biến mất sau khi xử lý ở 300 MPa. Trong khi đó, vạch 2 và 3 thì biến mất,còn vạch số
6 thì xuất hiện khi xử lý ở 400 MPa và 500 MPa. Những kết quả này nói lên rằng protein đậu
nành đã bị biến tính và phân tách ra thành nhiều tiểu phần bởi áp suất cao, một số tiểu phần đó có
thể tập hợp lại và tạo thành các chất không tan. Những kết quả này cũng cho kết quả khá phù hợp
vs các phân tích tính kị nước và phân tích DSC.
3.5 Áp suất cao tạo cấu trúc gel cho đậu hũ
Những quá trình làm đậu hũ thường thấy là làm biến tính protein đậu nành bằng nhiệt,
sau đó đông tụ protein bằng những chất đông tụ và nhiệt độ (Yamauchi et al., 1991). Tuy nhiên,
phương pháp tạo gel bằng áp suất cao rất khác so với phương pháp dùng nhiệt, do bản chất nhiệt
sẽ ảnh hưởng đến các liên kết hydro trong khung mạng gel. Trong khi đó, áp suất lại ảnh hưởng
nhiều đến việc phá vỡ các tương tác tĩnh điện và tương tác kị nước.
Khả năng tạo gel bởi áp suất cao được phát hiện lần đầu bởi Bridgman (1914). Ông đã
làm đông tụ lòng trắng trứng ở 600 MPa mà không cung cấp thêm nhiệt độ. Những nghiên cứu
sau này cũng cho thấy áp suất tối thiểu để protein đậu nành tạo gel là 300 MPa và giữ trong 10 –
30 phút (Matsumoto & Hayashi, 1990; Okamoto, Kawamura, & Hayashi, 1990). Tuy nhiên, hầu
hết các nghiên cứu này đều tập trung vào việc tạo gel cho các protein tinh khiết với nồng độ cao
bằng áp suất cao còn khung gel được tạo từ protein nồng độ thấp kết hợp với các chất đông tụ
dưới áp suất cao ít được nghiên cứu.
Hình 6 minh họa độ chắc của gel đậu hũ được tạo bằng áp suất cao có thêm chất đông tụ
CaCl2. Sữa đậu nành không thể tạo gel dưới áp suất 300 MPa mà phải trên 400MPa thì gel mới