Denaturacja białek i węglowodorow

WSPÓŁCZESNE
TECHNIKI
ZAMRAŻANIA
Temat: Denaturacja białek oraz przemiany tłuszczów i
węglowodorów, jako typowe przemiany chemiczne i
biochemiczne zachodzące w żywności mrożonej.
Łukasz Tryc
SUChiKL
Sem. 9
Gdańsk 2010
Spis treści
1.1 Charakterystyka białek
1.2 Funkcje białek
2.1 Tłuszcze
2.2 Funkcje tłuszczy
2.3 Przemiany tłuszczów
3.1 Węglowodany
3.2 Przemiany węglowodanów
4.1 Denaturacja białek
4.2 Przeciwdziałanie denaturacji
1.1 Charakterystyka białek
Białka są to zasadnicze elementy budowy wszystkich tkanek ustroju człowieka oraz wielu
związków takich jak: enzymy, hormony, przeciwciała. Są to również związki
wielkocząsteczkowe zbudowane są z aminokwasów. Istnieje około 20 aminokwasów, a 8 z
nich, zwanych niezbędnymi lub egzogennymi, zawartych jest w białku pochodzenia
zwierzęcego, które przyjmujemy w pożywieniu. Tylko niektóre produkty żywnościowe
pochodzenia roślinnego zawierają 8 niezbędnych aminokwasów. Dlatego też istotna jest
różnorodność przyjmowanych pokarmów.
1.2 Funkcje białek
Białka są niezbędnym materiałem do budowy nowych i odbudowy zużytych tkanek.
Zajmują pierwsze miejsce wśród stałych składników ciała - stanowią 75% suchej masy tkanek
miękkich ciała. Białka nie wykorzystane do anabolicznych są źródłem energii, przy spalaniu 1 g
białka powstają 4 kcal energii, są podstawowym składnikiem płynów ustrojowych: krwi, płynu
śródtkankowego, mleka. Organizm tworzy z nich białkowe części enzymów trawiennych i
tkankowych. Służą do biosyntezy hormonów białkowych, ciał odpornościowych, biorą również
udział w odtruwaniu organizmu. Regulują procesy przemiany materii i wiele funkcji ustroju,
zapewniając prawidłowy stan i funkcjonowanie naszego organizmu. Odpowiednie ilości białek
decydują o normalnym wzroście i rozwoju człowieka, regeneracji wydalanych lub
uszkodzonych tkanek.
2.1 Tłuszcze
Tłuszcze to składnik pokarmowy, obok węglowodanów i białek są trzecią podstawową
grupą składników pokarmowych spełniającą w organizmie głównie funkcję energetyczną.
Wchodzą w skład tkanek organizmu i zapewniają przechowywanie substancji regulujących
rozpuszczalnych w tłuszczach jak np. witaminy A, E, D i K. Powstają z połączenia glicerolu z
różnymi kwasami tłuszczowymi, jedną, dwiema lub trzema cząsteczkami dając, jedno, dwu lub
trójglicerydy. Wszystkie tłuszcze są lipidami lecz w organizmie występują ważne lipidy, które
nie są tłuszczami. Należą do nich cholesterol, beta-karoten i fosfolipidy, jak wosk i lecytyna,
która wchodzi w skład wszystkich błon komórkowych
2.2 Funkcje tłuszczy
Tłuszcze są najbardziej skoncentrowanym źródłem energii oraz głównym źródłem materiału
zapasowego organizmu. Nagromadzone w tkance tłuszczowej chronią przed nadmiernym
wydzieleniem ciepła. Obfitują w witaminy A, D, E, K i Niezbędne Nienasycone Kwasy
Tłuszczowe (wit. F). Stanowią elementy budulcowe m.in. błon komórkowych oraz wielu
hormonów. Magazynują wodę.
2.3 Przemiany tłuszczów
Proces utleniania tłuszczów są to zwykłe reakcje łańcuchowe inicjowane samorzutnie
(zjawisko autooksydacji). Powstające nietrwałe połączenia wchodzą we wtórne reakcje ,
prowadzące do rozpadu cząsteczek lub wzrostu ich wielkości i powstawania związków o
typowych niepożądanych cechach.
3.1 Węglowodany
Węglowodany są to związki pochodzenia głównie roślinnego, stanowią wagowo oraz jako
źródło energii znaczną część naszego pożywienia. Są najłatwiej dostępnym źródłem energii,
jednak w przeciwieństwie do tłuszczów szybko się wyczerpują. Węglowodany są niezbędnym
składnikiem pożywienia. Są one potrzebne do prawidłowego przebiegu przemian
biochemicznych w ustroju, m.in. przemian kwasów tłuszczowych i aminokwasów. W
przypadku braku lub niedostatecznej ilości w pożywieniu węglowodanów, dochodzi do
nieprawidłowego spalania kwasów tłuszczowych i powstawania ciał ketonowych
zakwaszających ustrój.
3.2 Przemiany węglowodanów
Węglowodany stanowią ok. ¾ suchej substancji roślin. Zamrożenie ich bezpośrednio po
zbiorach nie podlegają istotniejszym zmianom ponieważ w stosowanym zakresie temperatur
nie mogą przebiegać żadne związane z nim procesy biochemiczne. Przy bardzo powolnym
zamrażaniu owoców w dużych opakowaniach mogą występować zmiany fermentacyjne. Straty
węglowodanów rozpuszczalnych w wodzie, do 5% mogą wynikać z ich ługowania podczas
procesów obróbki wstępnej oraz strat wycieku podczas rozmrażania produktów.
4.1 Denaturacja białek
Denaturacja białka są to zmiany w II, III- i IV-rzędowej strukturze białka, które prowadzą
do utraty aktywności biologicznej lub innej indywidualnej cechy charakterystycznej przy
zachowaniu jego struktury pierwszorzędowej. Zmiany są następstwem procesów agregacji lub
innych form fizycznej destrukcji elementów tkanek przez kryształy lodu, nie wymrożone,
zagęszczone roztwory lub inne procesy. Efektem denaturacji może być zmniejszenie zdolności
wiązania wody, zwiększenie wycieku rozmrażalniczego, oraz pogorszenie konsystencji. Strefa
największej dynamiki przemian w białkach pokrywa się z zakresem temperatury,
odpowiadającymi maksymalnej krystalizacji cieczy tkankowych. Białka ryb są bardzie podatne
na zmiany denaturacyjne niż białka zwierząt stałocieplnych. W drobiu zmiany występują
wyraźniej w mięsach ciemnych niż jasnych. Obniżenie temperatury przechowywania zmniejsza
nasilenie denaturacji. Nie jest to jednak zależność liniowa dla całego stosowanego zakresu
temperatur. Najbardziej intensywne zmiany w białkach przebiegają w zakresie temperatur
poniżej punktu krioskopowego produktów przy sile jonowej nie zamarzniętego roztworu ok.
0,5. Poniżej -5 st C szybkość tych zmian istotnie maleje by ponownie wzrosnąć .
Z dotychczasowych badań wynika, ze zmiany białek w przemysłowej obróbce
zamrażalniczej, przebiegającej w typowych warunkach, nie są zbyt istotne i ograniczają się
zwykle do strat białek i aminokwasów spowodowanych wyciekiem rozmrażalniczym oraz nie
przekraczającym 10% ich przyswajalności.
4.2 Przeciwdziałanie denaturacji
W zakresie obróbki zamrażalniczej zaleca się:
-
-
Dostatecznie dużą szybkość zamrażania do temperatury wewnętrznej zbliżonej do
temp. Przechowywania
Przechowywanie w temp. Ok.. -30 st. C, w warunkach zabezpieczających przed
stratami wilgoci i dostępem tlenu.
W celu ograniczania niekorzystnych przemian zachodzących we frakcji białkowej
mrożonej żywności stosuje się substancje tzw. Krioprotektanty. Nałęża do nich. Cukry,
aminokwasy ( np. glutaminian sodu), kwasy karboksylowe.
Krioprotekcję stosuje się nie tylko do ochrony jakości zamrażanych wysokobiałkowych
produktów żywnościowych (głownie ryb) ale także w celu stabilizacji materiałów
biologicznych i zachowania aktywności mikroorganizmów.
Literatura
1. J. Postolski, Z. Gruda: „ZamraSanie Sywności”
2. G. Muller: „Podstawy mikrobiologii Sywności”