Белки

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УО «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра товароведения продовольственных товаров РЕФЕРАТ по дисциплине: Товароведение в отрасли на тему: Белки Студент ФЭУТ, 3-й курс, ДГТ Т. В. Чередухо Руководитель Н. Е. Свирейко МИНСК 2014

Белки — наиболее сложные из азотсодержащих соединений. Они являются важнейшими частями животных «и растительных клеток. С белками связаны процессы обмена в организмах, способность к росту и размножению, раздражимость, защитная функция, создание опорных тканей — соединительных, хрящевых и костных, образование гормонов, антител, ферментов, участие в формировании клеточного субстрата.

От углеводов и жиров белки отличаются тем, что в их молекуле кроме углерода, водорода и кислорода содержатся азот, сера, фосфор, железо, медь, марганец, йод, кальций и другие элементы.

Большинство белков относятся к гидрофильным соединениям, способным вступать во взаимодействие с водой, которая при этом связывается белками. Такое взаимодействие называют гидратацией. При гидратации вокруг каждой молекулы белка образуются водные оболочки, состоящие из молекул воды, ориентированных в пространстве определенным образом. При добавлении веществ, разрушающих водные оболочки (спирт, ацетон, нейтральные соли щелочных металлов, растворы сернокислого аммония и др.), белки выпадают в осадок. Гидрофильные белки при определенных условиях, задерживая большое количество воды, набухают и образуют коллоидные системы — гели.

Явление, обратное набуханию (отделение воды от геля), называется синерезисом. Примером синерезиса может служить расслаивание* простокваши.

С явлением набухания белков сталкиваются при производстве многих продуктов. Так, приготовление теста в хлебопечении и макаронном производстве связано с этим процессом. При изготовлении солода зерно набухает и прорастает. При длительном хранении продуктов способность к набуханию у белков снижается вследствие их старения. Примером этого могут служить крупа из бобовых или их семена, набухаемость которых после длительного хранения ухудшается. Многие белки под влиянием определенных физических и химических факторов (температуры выше 50—60 °С или охлаждение до -10 °С и ниже, органические растворители, кислоты, соли) свертываются и выпадают в осадок. Этот процесс носит название денатурации.

Все пищевые продукты, переработанные с помощью высоких температур, содержат денатурированный белок. Свойство белков денатурироваться имеет важное значение в ряде пищевых производств — при выпечке хлеба и кондитерских изделий, при сушке макарон, овощей, плодов, молока, рыбы, грибов и др.

Молекулы белков построены из остатков сотен и тысяч аминокислот. Продукт, получаемый в результате их соединения, называют пептидом. В зависимости от количества остатков аминокислот, образующих пептиды, различают дипептиды, трипептиды и т. д. Продукты соединения многих аминокислот называют полипептидами.

Отдельные белки различаются по аминокислотному составу, т. е. по количеству образующихся из них при гидролизе аминокислот. Аминокислотная последовательность является специфичной для определенного белка. В основу классификации белков положены их физико-химические и химические отличия. Белки подразделяют на простые (протеины) и сложные (протеиды). К простым относят белки, дающие при гидролизе только аминокислоты, к сложным — белки, состоящие из простых белков и соединений небелковой группы, называемой простетической.

К простым белкам относятся альбумины, глобулины, проламины, глютелины, протамины, гистоны, склеропротеины.

Альбумины растворимы в воде, при кипячении свертываются, а при воздействии водным раствором сернокислого аммония высаливаются (осаждаются). Содержат до 2,25%серы. Важнейшие представители этих белков — альбумин яичного белка (овальбумин), лактоальбумин (белок молока), сывороточный альбумин крови, лейкозин пшеницы. Пена, образующаяся при варке плодов и овощей, также частично состоит из свернувшихся растительных альбуминов.

Глобулины нерастворимы в чистой воде, но в 1—1,5%-ных растворах нейтральных солей растворяются, при нагревании свертываются. Растительные глобулины труднее высаливаются и свертываются, чем животные. Эти простые белки широко распространены в пищевых продуктах: в горохе содержится белок легумин, в сое — глицинии, в семенах фасоли — фазеолин, в картофеле — туберин, в крови — фибриноген, в молоке — лактоглобулин, а яйцах — яичный глобулин. Важнейший белок мышц — миоген.

Проламины незначительно растворяются в воде, но хорошо растворяются в 60—80% -ном этиловом спирте, тогда как другие белки в спиртовых растворах указанной концентрации денатурируют и выпадают в осадок. Проламины встречаются только в семенах растений. К ним относятся глиадин семян пшеницы и ржи, гордеин ячменя, зеин семян кукурузы, авенин семян овса и др.

Глютелины встречаются исключительно в семенах злаковых и зеленых частях растений. Эти белки нерастворимы в воде, нейтральных солях и спирте, но растворимы в слабых растворах щелочей. Типичными представителями таких белков являются глютелин пшеницы и ржи, оризенин, глютелин кукурузы.

Проламины и глютелины при замешивании муки с водой образуют клейковину теста, благодаря которой оно приобретает эластичность.

Протамины в водных растворах обладают щелочным характером, так как в молекуле этих белков содержится до 80% остатков диаминомонокарбоновых кислот. Протамины находятся преимущественно в икре и молоках некоторых пород рыб.

Гистоны по свойствам близки к протаминам, растворимы в воде, а их растворы обладают щелочной реакцией. Встречаются они в животных продуктах, некоторые из гистонов входят в состав гемоглобина крови.

Склеропротеины нерастворимы в воде, слабых растворах кислот и щелочей. Встречаются они только в тканях животных. К ним относятся: коллаген — основный белок кожи, костей и хрящей, эластин — белок сухожилий и соединительной ткани, кератин — белок волос, шерсти, копыт и рогов.

Сложными белками являются фосфопротеиды, гликопротеиды, липопротеиды, хромопротеиды и нуклеопротеиды.

Фосфопротеиды содержат остатки фосфорной кислоты. К этой группе белков относятся казеиноген молока, вителлин яиц, ихтулин икры рыб — важные питательные вещества для растущих организмов. Казеиноген в воде почти нерастворим; в молоке он находится в виде кальциевой соли, которая под действием кислоты расщепляется, образуя гель свободного казеиногена, в результате чего происходит свертывание молока.

Гликопротеиды — сложные белки, простетическими группами которых являются углеводы. При гидролизе гликопротеидов кроме аминокислот и углеводов нередко выделяются серная и уксусная кислоты. К основным представителям гликопротеидов относятся муцины и мукоиды, которые входят в состав хрящей, костной ткани, роговицы глаз, а также встречаются в пищеварительных соках. Они обусловливают высокую вязкость слюны и тем самым способствуют легкому прохождению пищи через пищевод в желудок.

Липопротеиды в качестве простетической группы содержат жиры и различные липоиды — фосфоглицериды, холестерин и др.

Хромопротеиды состоят из простого белка и небелкового окрашенного соединения, Они весьма распространены в животных и растительных организмах. Примерами хромопротеидов могут служить соединения хлорофилла с белком, играющие важную роль в усвоении углекислоты воздуха растениями.

Нуклеопротеиды представляют собой белки, связанные с нуклеиновыми кислотами. Они входят в состав любой клетки, играют большую биологическую роль, участвуют в образовании структурных элементов клеток, выполняют такую важную функцию в организме, как передача наследственных свойств.

Содержание белков в пищевых продуктах колеблется в широких пределах. Более богаты ими продукты животного происхождения, а также бобовые и зерновые культуры, менее — плоды, ягоды и большинство овощей. Содержание белков в некоторых пищевых продуктах приводится в таблице 1.

Таблица 1 — Содержание белков в некоторых пищевых продуктах

Пищевая ценность белков обусловлена качественным и количественным составом входящих в них аминокислот. Каждая из 20 аминокислот, участвующих в построении белка, обладает своей биологической ценностью.

Одни аминокислоты синтезируются организмом человека, и потребность в них удовлетворяется без поступления извне. Такие аминокислоты называют заменимыми. К ним относят гистидин, аргинин, цистин, тирозин, аланин, серин, глутаминовую и аспарагиновую кислоты, пролин, оксипролин, гликокол (глицин). Другие аминокислоты обязательно должны поступать в организм с пищей в готовом виде, и их называют незаменимыми. Некоторые из незаменимых аминокислот синтезируются и организме, но в таких малых количествах, что их недостаточно для удовлетворения потребностей организма в белках. Исключение из пищи хотя бы одной из незаменимых аминокислот делает невозможным синтез белка в организме. К незаменимым аминокислотам относят триптофан, лизин, лейцин, лейцин, метионин, фенилаланин, треонин, валин.

Следует отметить, что существует также подразделение белков на полноценные и неполноценные.

Полноценными называют белки, которые, будучи введены в организм с пищей в достаточном количестве, способны поддерживать жизнедеятельность и нормальное развитие организма. Такие белки содержат в необходимом количестве все незаменимые аминокислоты. Примером полноценных белков могут служить казеин молока и яичный альбумин.

Неполноценными называют белки, которые не содержат хотя бы одну из незаменимых аминокислот. Примером неполноценного белка является зеин кукурузы, который не содержит лизина и содержит мало триптофана, а также белок Личного желтка, в котором отсутствуют аминокислоты тирозин и триптофан. Питание только одним неполноценным белком приводит к нарушению обмена веществ. Но человек никогда не употребляет в пищу какой-либо один белок, а в смешанной пище содержатся разные белки, в связи с чем наличие одного неполноценного белка в одном продукте не может снизить общей полноценности пищи.

Усвояемость белков неодинакова. Если усвояемость белков молока принять за 100%, то усвояемость белков мяса составит 90%, картофеля — 80, пшеницы — 50, белков некоторых овощей — более 25%. Растительные белки усваиваются хуже, чем животные, так как в клетках растений они защищены клетчаткой и другими соединениями.

Белки пищи в желудочно-кишечном тракте под действием протеолитических ферментов расщепляются через ряд промежуточных продуктов до аминокислот, которые проникают в кровеносную систему и разносятся с кровью по тканям организма. Неиспользованные остатки белков подвергаются разрушению до более простых соединений и выводятся из организма.

При хранении пищевых продуктов происходят значительные потери азотистых веществ за счет образования темно окрашенных соединений — меланоидинов.

Меланоидины образуются при переработке и хранении многих пищевых продуктов, когда в процессе сахароаминной реакции могут связываться до 30% общего количества белков, значительное количество углеводов, витаминов, ферментов и других биологически активных соединений. При этом они превращаются в малодоступные для усвоения организмом человека комплексы. Меланоидинообразование отрицательно влияет на пищевую ценность и органолептические свойства продукта. Наиболее простым способом замедления или предотвращения этого процесса является смягчение режимов тепловой обработки пищевых продуктов и их хранение при низких температурах.

Отрицательная роль меланоидинов проявляется при изготовлении и хранении соков, сушеных плодов, овощей, грибов, мяса, мясных, рыбных и овощных консервов, томатопродуктов и др. Однако они могут иметь и положительное значение, когда, например, участвуют в создании специфического аромата и вкуса при выпечке хлеба, жарке мяса и рыбы, приготовлении топленого молока, солода, вина, соков и многих других пищевых продуктов.

Неферментативное потемнение пищевых продуктов может происходить и в результате взаимодействия продуктов окисления липидов с протеинами с образованием коричневых пигментов — липопротеинов.

Липопротеины, так же как и меланоидины, снижают биологическую и пищевую ценность продуктов питания. Суточная потребность человека в белках обусловлена многими факторами — возрастом, полом, характером трудовой деятельности, климатическими условиями/Более 50% белков в рационе питания человека должны составлять белки животного происхождения. Взрослому человеку в сутки требуется 80—100 г белка, а при физической нагрузке — 120 г и более.

Амиды аминокислот содержатся в растительных продуктах в качестве естественной составной части. Так, в спарже находят 0,2% амида аспарагина, в капусте его 0,3%.

Аммиачные соединения встречаются в пищевых продуктах в малых количествах в виде аммиака и его производных. Аммиак представляет собой один из конечных продуктов распада белка. Значительное содержание аммиака и аминов указывает на гнилостное разложение белков пищевых продуктов. Именно поэтому при исследовании свежести мяса и рыбы часто определяют содержание в них аммиака.

Нитраты, т. е. соли азотной кислоты, встречаются в пищевых продуктах в качестве естественных соединений, как правило, в малых количествах. Однако в некоторых продуктах количество нитратов значительно.

Влияние нитратов на организм человека зависит от дозы и длительности их поступления, возраста, состояния здоровья и т. д. Предельно допустимая доза нитратов для человека не должна превышать 5 мг на 1 кг массы тела. Возрастающее применение азотных удобрений и некоторых гербицидов является причиной повышенного содержания нитратов в растительных продуктах.

В организме человека под влиянием кишечной микрофлоры происходит восстановление нитратов в нитриты, которые всасываются в кровь и блокируют центры дыхания. Кроме того, при продолжительном хранении овощей, особенно с высоким исходным содержанием нитратов, некоторая их часть переходит в нитриты.

В настоящее время установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) нитратов в различных видах овощей и плодов. Например, ПДК для белокочанной капусты составляет 500 мг/кг, картофеля — 250, свеклы — 1400 мг/кг.

Нитриты используют в качестве консервирующего средства для повышения стойкости окраски мяса, мясных продуктов и рыбных изделий. Их применяют с поваренной солью и сахаром при засолке мяса. Мясо, консервированное только солью, получается жестким, волокнистым, неприятного сероватого цвета. Добавление сахара способствует улучшению вкуса продукта, а добавление нитритов — сохранению цвета. Нитриты более токсичны, чем нитраты. Так, предельно допустимая суточная доза для них составляет 0,4 мг на 1 кг массы тела человека. В связи с этим количество нитритов при посоле мяса и производстве колбасных изделий строго лимитируется. Так, в мясной колбасный фарш добавляют раствор нитрита из расчета не более 0,005% массы мяса.

В свежих растительных продуктах находятся следы нитритов, но в процессе хранения овощей, особенно механически поврежденных и больных, происходит их накопление.

Отрицательная роль нитритов состоит в том, что в желудке человека они преобразуются в нитрозамины — сильнейшие канцерогены, т. е. вещества, вызывающие образование раковых опухолей.

Белки — необходимая составная часть продуктов питания. Проблема пищевого белка стоит очень остро. По данным Международной организации по продовольствию и с. х-ву при ООН больше половины человечества не получает с пищей необходимого количества белков. Недостаток белков в пище вызывает тяжелое заболевание — квашиоркор.

В процессе пищеварения белки подвергаются гидролизу до аминокислот, которые и всасываются в кровь.

Пищевая ценность белков зависит от их аминокислотного состава, содержания в них т. наз. Незаменимых аминокислот, не синтезирующихся в организмах (для человека незаменимы триптофан, лейцин, изолейцин, валин, треонин, лизин, метионин и фенилаланин). В питательном отношении растительном белке менее ценны. чем животные; они беднее лизином, метионином итриптофаном, труднее перевариваются. Один из путей решения проблемы — добавление в растит. пищу синтетических аминокислот. Наряду с этим выводят новые сорта растений, содержащие гены, ответственные за синтез недостающих аминокислот. Перспективно использование для этого методов генетической инженерии. Чрезвычайно важное значение имеет широкое внедрение промышленного микробиологического синтеза, напр. выращивание дрожжей на гидролизном этиловом спирте, природном газе или нефти. Получаемые при этом белково-витаминные концентраты (БВК) используют в качестве добавок к корму сельскохозяйственных животных.

денатурация белок пищевой продукт

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Микулович, Л. С. Товароведение продовольственных товаров: Учеб. пособие / Л. С. Микулович, А. В. Локтев, И. Н. Фурс и др.; Под общ. Ред. О. А. Брилевского. — Мн.: БГЭУ, 2001. — 614 с.

2. Кондрашева, Е. А. Товароведение продовольственных товаров: Учеб. пособие. — М.: Альфа М, ИНФРАМ, 2007. — 416 с.