สมบัติเชิงหน้าที่ของโปรตีน (functional properties of protein) เป็นสมบัติของโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการนำไปใช้งานในอาหาร
1 การจับกับน้ำ (water binding)
2 การเป็นอิมัลซิไฟเออร์ (emulsifier)
3 การเกิดโฟม (foaming ability)
4 การเกิดเนื้อเยื่อ (texturzation)
5 การเกิดเจล (gelation)
ตัวอย่างสมบัติเชิงหน้าที่ของโปรตีนจากแหล่งต่างๆ
การเกิดโฟม Foaming ability/ Whipping |
การเกิดเจล |
การเกิดฟิมส์ Film Formation |
ความคงตัว Stability |
||
low |
high |
high |
medium |
ไม่คงตัวต่อความร้อน |
|
high |
low |
medium |
low |
ไม่คงตัวต่อความร้อน |
|
เคซีน (casein) |
high |
medium |
low |
high |
คงตัวต่อความร้อน แต่ไม่คงตัวต่อกรด |
เวย์ (whey) |
medium |
low-high |
low-high |
medium |
คงตัวต่อกรดแต่ไม่คงตัวต่อความร้อน |
soy isolate |
medium to high |
low to medium |
medium |
medium to high |
ไม่คงตัวต่อความร้อนและกรด |
fish protein |
medium |
low |
high- medium |
low-medium |
ไม่คงตัวต่อความร้อน |
1 การจับกับน้ำ (water binding หรือ water holding capacity) โปรตีนเป็นพอลอเพปไทด์ซึ่งเป็นพอลิเมอร์ของกรดแอมิโน (amino acid) ในโมเลกุลของกรดแอมิโน มีหมู่ R ที่ชอบน้ำและไม่ชอบน้ำ ดังนั้นการจับกับน้ำของโปรตีนจึงขี้นอยู่กับชนิด ปริมาณ และลำดับการจัดเรียงตัวของกรดแอมิโนที่เป็นส่วนประกอบ
การแขวนลอยในน้ำ (hydrocolloid) และการตกตะกอน (precipitation) ของโปรตีนมีความสำคัญในการแยกโปรตีนออกจากสารละลาย การเพิ่มความหนืด (viscosity) การเกิดเจล (gel)
ปัจจัยที่มีผลต่อการแขวนลอยและการตกตะกอนของโปรตีน ได้แก่
ความสามารถจับกับน้ำเป็นคุณลักษณะที่ต้องการในเนื้อสัตว์ เช่น เนื้อหมู เนื้อวัว ไก่ และ อาหารทะเล เช่น ปลา กุ้ง เนื้อหมูคุณภาพดี ที่ผ่านการฆ่าด้วยวิธีการที่ถูกต้อง หลังการฆ่ามี ค่าพีเอช ประมาณ 7.4 เนื้อหมูท่ีมีคุณภาพดี ควรมีค่าความเป็นกรด-ด่าง (pH) ไม่ต่ำกว่า 5.7 หลังฆ่า 1 ชั่วโมง และ/หรือ มีความเป็นกรด-ด่าง ไม่เกิน 6.2 หลังฆ่าที่ 24 ชั่วโมง โดยวัดที่กล้ามเนื้อสันนอก (longissimus dorsi) หรือ semimembranosus
หมูที่ถูกฆ่าไม่ถูกวิธี มีการดิ้นรนต่อสู้ ใช้แรงมากทำให้ไกลโคเจนที่สะสมอยู่ในกล้ามเนื้อสลายตัวอย่างรวดเร็ว ทำให้ค่าพีเอชของเนื้อลดลง ซึ่งเนื้อค่า isoelectric point ของเนื้อสัตว์มีค่า ประมาณ 4.8-5.5 ซึ่งเป็นช่วงที่เนื้อสัตว์มีค่าประจุบวกและประจุลบเท่าๆ กัน ทำให้โปรตีนกับโปรตีนจับตัวกันเองมากกว่าจับกับน้ำ หากค่าพีเอชต่ำ หรือสูงกว่าช่วงนี้จะทำให้ความสามารถในการจับกับดีขึ้น
ตัวอย่างการตกตะกอนของโปรตีนด้วยสารละลายเกลือ คือ การผลิตเต้าหู้ ซึ่งได้จากการเตรียมน้ำนมถั่วเหลือง แล้วตกตะกอนโปรตีนที่แขวนลอยอยู่ในน้ำนมถั่วเหลืองด้วยเกลือ
2 การเป็นอิมัลซิไฟเออร์ (emulsifier)
โปรตีน ช่วยให้อิมัลชัน (emulsion) คงตัว ด้วยการลดแรงตึงผิว (surface tension) ของของเหลว โดยช่วยป้องกันอิมัลชันไม่ให้แยกเป็นชั้น ซึ่งในโมเลกุลของโปรตีนประกอบด้วยกรดแอมิโน (amino acid) หลายชนิด มีทั้งส่วนที่ชอบน้ำ (hydrophillic) และไม่ชอบน้ำ (hydrophobic) ในสายพอลิเพปไทด์ โดยจะหันส่วนที่ชอบน้ำเข้าหาน้ำ และหันส่วนที่ไม่ชอบน้ำเข้าหาไขมัน
3 การเกิดโฟม (foaming ability)
โฟมเป็นฟองอากาศขนาดเล็กที่แขวนลอยอยู่ในของเหลว หรือของแข็ง โดยมีฟีมส์บางๆ ล้อมรอบอากาศไว้ เกิดจากการตี หรือปั่น (beating or whipping) อย่างรุนแรง
การเกิดโฟมของโปรตีนจะเกิดได้ดี โปรตีนต้องมีความยืดหยุ่นสูง และสามารถเกิดเป็นแผ่นฟิล์มบางๆ และแข็งแรงที่สามารถกักเก็บอากาศได้ โปรตีนที่มีความหยืดหยุ่นที่สามารถเกิดโฟมได้ดีต้องมี suface hydrophobicity สูงๆ ซึ่งในระหว่างการตีหรือการทำให้เกิดโฟม เช่น โปรตีนในไข่ขาว และน้ำนม เป็นสารที่ทำให้เกิดโฟม (foaming agent) แรงกลจากการตี หรือปั่นอย่างรุนแรง ทำให้พันธะระหว่างโมเลกุลของโปรตีนเกิดการเสียสภาพทางธรรมชาติ (protein denaturation) เกิดการคลายตัว (unfolding) ของโครงสร้างโปรตีน เกิดเป็นฟิล์ม และจับกับน้ำซึ่งอยู่รอบๆได้ โดยหันด้านที่เป็น hydrophobic ที่อยู่ด้านในโครงสร้าง ออกมาด้านนอก ซึ่งเป็นส่วนที่ทำให้เกิดโครงสร้างของโฟม โดยเกิดเป็นแผ่นฟิล์มบางๆ ที่สามารถกักเก็บอากาศไว้ได้
ปัจจัยที่มีผลต่อการเกิดโฟมและความคงตัวของโฟมจากโปรตีน ได้แก่ ความสามารถในการละลายของโปรตีน ความเข้มข้มของโปรตีน โดยโปรตีนที่ละลายได้ดี และมีความเข้มข้นสูงๆ จะเกิดโฟมได้ดี และค่าพีเอชที่ทำให้เกิดโฟมที่ดีจะมีค่าใกล้เคียงกับค่า pI ของโปรตีนโฟม จะคงตัวดีที่สุดที่จุดไอโซอิเล็กทริก (isoelectric point)
4 การเกิดเนื้อเยื่อ (texturzation) ของโปรตีน
โด เกิดจากการผสมแป้งสาลี (wheat flour) กับน้ำแล้วนวดให้เข้ากัน โปรตีนที่พบในส่วนที่เป็นเอ็นโดสเปอร์มของข้าวสาลี ประกอบด้วยโปรตีนกลูเตนิน (glutenin) และ ไกลอะดิน (gliadin) ในสัดส่วนเท่าๆ กัน จะสร้างพันธะไดซัลไฟด์ (disulfide bond) ทำให้ได้กลูเตน (gluten) ซึ่งมีลักษณะเหนียวและยืดหยุ่น สามารถเก็บก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ที่ผลิตขึ้นโดยยีสต์ (yeast) หรือผงฟู (baking powder) เอาไว้ได้ ทำให้รักษารูปทรงของผลิตภัณฑ์เบเกอรี (bakery) เช่น ขนมปัง (bread)
5. การเกิดเจล โปรตีนสามารถรวมกับน้ำเกิดเป็นเจล (gel) ซึ่งเป็นโครงสร้างตาข่ายจับกับน้ำได้ดี มีลักษณะเป็นของกึ่งแข็ง ยึดหยุ่น โปรตีนที่มีสมบัติเชิงหน้าที่ทำให้เกิดเจล ได้แก่ เจลาติน (gelatin)
Reference |