Особливості будови молекул деяких амінокислот - раздел Философия, Харчова хімія Конспект лекцій Амінокислоти У Яких Амінокислотний Радикал Представлений Циклічною Структурою...
Амінокислоти у яких амінокислотний радикал представлений циклічною структурою, називаються ароматичними (тирозин, триптофан, фенілаланін).
До складу сірковмісних амінокислот - цистеіна, цистина і метіоніна входить атом сірки.
Деякі АК мають у боковому ланцюгу другий атом азоту (лізин, аргінін, гістидин), що надають АК основних властивостей.
АК, боковий ланцюг яких розгалужений, називаються амінокислотами з розгалуженим боковим ланцюгом (лейцин, ізолейцин, валін).
За просторовою структурою білки поділяють на глобулярні і фібрілярні.
Глобулярні білки – складаються з одного чи декількох поліпептидних ланцюгів, щільно звернутих за рахунок (нековалентних чи ковалентних) зв’язків у компактну частку, яка називається глобулою.
Зазвичай вони добре розчиняються у воді. До цієї групи відносяться: ферменти, антитіла, багато гормонів, білки-переносники кисню (міоглобін, гемоглобін, сивороточний альбумін (переносник жирних кислот)).
Фібрілярні білки складаються із витягнутих чи спіралезованих поліпептидних ланцюгів, розташованих паралельно, що утримуються разом за рахунок багаточисельних зв’язків. Поліпептидні ланцюги об’єднані у волокна (фібрили). Такі білки не розчиняються у воді. Із них побудовані волосся, нігті, перини (кератини), сухожилля (колаген), зв’язки (еластин), шовк, павутина (фіброїн).
Слід підкреслити, що більшість білків мають глобулярну форму.
За способом зворачування і асоціації поліпептидних ланцюгів, виділено чотири рівні просторової структури білка:
- первинна;
- вторинна;
- третинна;
- четвертинна.
Первинна структура – це каркас білкової молекули, амінокислотні залишки якої лінійно з’єднані між собою кислотно-амідними (пептидними) зв’язками. Для кожного білка послідовність АК в поліпептидних ланцюгах є характерною, унікальною.
Вона визначається генетично і визначає вищі рівні організації даного білка. Заміна навіть одного амінокислотного залишку поліпептидного ланцюга, який складається із сотень АК, може суттєво змінити властивості даного білка і навіть повністю позбавити його біологічної активності.
Пептидний зв'язок за своєю хімічною природою є ковалентний зв'язок, що надає первинній структурі високу міцність. Енергія зв’язку 140-400 кДж/моль, відстань між атомами 0,1-0,2 нм.
Вторинна структура білків являє собою укладку поліпептидних ланцюгів в упорядковану форму за рахунок системи водневих зв’язків між – СО і –NH групами. Існує дві форми вторинної структури: α – спіраль (для уявлення – на циліндр намотана стрічка) і β– конформація (вигляд складчастого аркуша). Цю різновидність ще називають β – структура, β – складковий шар (або аркуш), шарувато-складкова структура.
Складкові структури зустрічають дуже часто: у колагенна, кератина, фіброїна шовку, трипсина, у глобулярних білків ці структури складають 15% і більше, у α – амілази до 30%. Можливі переходи від α - структур до β - структур і зворотньо.
Природних білків, які б складалися лише з α – спіралей, майже немає.
Сукупність α – спіралей і β – структур являється критерієм за яким можна судити за ступенем упорядкованості структури білкової молекули, її стабільністю при дії фізико-хімічних факторів.
Третинна структура – характеризується певною конформацією спіралізованих і лінійних ділянок поліпептидних ланцюгів у просторі.
Для кожного білка характерна своя третинна структура, від якої залежать його біологічні властивості.
Під час формування третинної структури поліпептидні ланцюги укладаються так, що максимальна кількість гідрофільних груп, залишків АК, була розміщена назовні, тобто повернута до водного середовища, а гідрофобні групи розміщуються всередині структури (глобули), яка має елипсоїдну форму. На конформацію глобули впливає рН середовища, іонна сила розчину, температура, взаємодія білкових молекул з іншими речовинами.
Порушення у вторинній структурі веде до підвищення гідрофобних взаємодій і підсиленню третинної структури. Вторинна структура порушується у точках, де знаходиться АК – пролін і гідросипролін, які утворюють тільки один водневий зв'язок з другими поліпептидними групами.
У цих точках ланцюг перегинається у трьохвимірному просторі. Таким чином між вторинною і третинною структурами виникає збалансоване співвідношення.
Одначе третинна структура не може існувати при зруйнованій вторинній структурі. В той же час біологічна функція білка залежить цілком від третинної структури. Її деформація чи руйнування призводять до часткової чи повної втрати цієї функції.
Четвертинна структура. Для білків, молекули яких побудовані з одного поліпептидного ланцюга, можливі лише первинна, вторинна і третинна структури. Четвертинна структура характерна лише для тих білків, які складаються з двох, чотирьох і більшої, в основному парної, кількості індивідуальних поліпептидних ланцюгів з власною третинною структурою. Такі поліпептидні ланцюги називаються протомерами, а білки, побудовані з них - олігомерами. Отже, взаємне просторове розміщення протомерів у білковій молекулі і становить її четвертинну структуру.
Вона лежить в основі будови білків – ферментів.
Четвертинна структура білків стабілізується і підтримується в нативному стані в основному за участю нековалентних зв’язків (водневих, іонних або гідрофобних).
При дії на білки з четвертинною структурою різних фізичних або хімічних факторів (органічні розчинники, сечовина, концентровані розчини солей, зміна рН тощо) вони можуть розпадатися на окремі протомери
Все темы данного раздела:
Основні терміни та визначення
Терміни
Визначення
Білки
Високомолекулярні азотмісткі органічні сполуки, молекули яких побудовані із залишків амінокислот
Класифікація амінокислот
Класифікація
Амінокислоти
Незамінні (ессенціальні) амінокислоти
2. Ізолейцин
3. Лейцин
4. Лізин
5. Метіонін
6. Фа
Денатурація білків
Нативна (природня) конформація глобулярного білка, піддається змінам під дією жорстких фізико-хімічних факторів середовища. Ці зміни одержали назву – денатурація (зворачування) білка.
Перетворення білків у харчових технологіях
Будь які зміни умов середовища в технологічних процесах виробництва харчових продуктів впливають на нековалентні зв’язки макромолекул білка і призводять до змін четвертинної, третинної і вторинної
Значення білків у життєдіяльності людини
Окремо взятий білок, як речовина з визначеною хімічною будовою, виконує одну вузькоспеціалізовану функцію і в окремих випадках декілька, як правило взаємопов'язаних. Та чи інша молекула білка має с
Кількісне визначення білків
1. Визначення азоту за методом Кєльдаля основано на повному руйнуванні білка під дією сірчаної кислоти у присутності каталізатора. Азот білка уловлюється у формі сульфату амонію і
Питання для самоперевірки
1. Дайте визначення білків.
2. Охарактеризуйте елементний склад білків.
3. Що таке пептидний зв'язок?
4. Які функціональні групи входять до складу амінокислот? Що таке ам
Будова вуглеводів, класифікація, властивості
Вуглеводи є невід'ємною складовою частиною всіх клітин і тканин живих організмів. На долю вуглеводів приходиться 60-70% харчового раціону. Вони містяться переважно у рослинних продуктах.
В
Будова альдоз.
Центральне місце серед моносахаридів займає гексоза – глюкоза. Тому особливості будови альдоз розглянемо на прикладі глюкози.
Молекула глюкози містить шість вуглецевих атомів. Її елементар
Класифікація полісахаридів
1. Глюкани:
амілоза,
амілопектин,
глікоген,
целюлоза,
і інші
2. Манани:
манани,
глюкоманани,
галактоманани,
Перетворення вуглеводів при виробництві харчових продуктів
Основні перетворення вуглеводів при виробництві харчових продуктів пов'язані з їх гідролізом, клейстеризацією крохмалю, участю у реакціях карамелізації та меланоідиноутворення.
У багатьох
Ферментативний гідроліз крохмалю, не крохмальних полісахаридів і сахарози детально викладено у темі 7.
Реакції дегідратації і термічної дегідратації вуглеводів:
1) каталізуються кислотами, і лугами;
2)потребують температури.
Реакції з розривом – С – С – зв
Глюкозооксидаза Д-глюкоза Д-глюконова кислота
Ця реакція корисна ще й тим , що пероксид водню, який утворюється, знижує бактеріальну обсеміненість.
4) Хімічний спосіб інгібування реакції Майяра полягає у використанні
Функціональні властивості вуглеводів
Найбільш важливі функціональні властивості моно - та олігосахаридів. ґрунтуються на фізико-хімічних властивостях і полягають в наступному:
- гідрофільність (гігроскопічність);
Роль вуглеводів в організмі
В організмі людини вуглеводи виконують цілий комплекс життєво необхідних функцій.
Найважливішими серед них слідуючі:
1. Енергетична. При змішаному типі хар
ПИТАННЯ ДО САМОПЕРЕВІРКИ
1. Наведіть класифікацію вуглеводів.
2. Які моноцукри мають найбільше значення в харчових технологіях?
3. Назвіть полісахариди першого порядку.
4. Яка будова полісахариді
Прості ліпіди
Жирні кислоти
Насичені жирні кислоти
Масляна – СН3 (СН2)2 – СООН ()
Капронова – СН3(
Ненасичені жині кислоти
Кротонова – СН3 – СН=СН – СООН ()
Пальмітоолеїнова – СН3 – (СН2
Склад сирого жиру
Розрізняють воски тваринного і рослинного походження. До першої групи восків відносять лан
Складні ліпіди
Фосфоліпіди (фосфатиди). Характерною особливістю цієї групи ліпідів є наявність в їх молекулі залишків фосфорної кислоти (СН3РО4) і азотистої основи. Важливим
Основні реакції ліпідів
Найбільш важливими реакціями ліпідів, які мають значення в технологічних процесах є:
- гідроліз триацилгліцеринів;
- переетерефікація;
- гідрогенізація;
- окисле
Перетворення ліпідів в технологічному процесі
Глибина і інтенсивність цих процесів залежать від хімічного складу ліпідів
Біологічна цінність харчових ліпідів
Цінність жиру визначається такими важливими показниками, як незамінність, перетравлення та всмоктування, які залежать від температури плавлення. Жири, які містять незамінну лінолеву кислоту та інш
Роль ліпідів в організмі людини
Ліпіди є джерелом енергії: при окисленні в організмі 1г жиру виділяється 9 ккал.
Ліпіди виконують структурно-пластичну роль, тому що входять до складу клітинних мембран усіх тканини. Мембр
Питання до самоперевірки
1. Які речовини називаються ліпідами?
2. Назвіть основні принципи класифікації ліпідів за їхніми фізико-хімічними та біологічними властивостями.
3. Дайте коротку характеристику гл
Підтримка кислотно-лужної рівноваги
Усі фізіологічні і біохімічні реакції в організмі протікають при визначеному вузькому значенні рН середовища, тобто визначеному співвідношенні (балансі) кислот і лугів в організмі. Мінеральні речов
Водяний обмін
Тіло людини на 60% складається із води. Стінками кровоносних судин і клітинних оболонок вода розділена на три частини: рідина всередині кровоносних судин (кров і лімфа), міжклітинна рідина (обмиває
Макро – і мікроелементів
В залежності від кількості МР в організмі людини і харчових продуктах їх поділяють на макро - і мікроелементи.
До макроелементів відносять к
Симптоми при дефіциті різних мінеральних елементів
Ca
- гальмування росту скелету
Mg
- мускульні судороги
Fe
- анемія, порушення імуніт
Основні мінеральні елементи, їх добова потреба, фізіологічні зміни при нестачі, харчові носії
Елементи
Добова потреба
Функції в організмі, вплив нестачі
Сировина, що є носієм елемента
Вплив технологічної обробки харчових продуктів на їх мінеральний склад
При технологічній переробці харчової сировини зменшується вміст мінеральних речовин (крім випадків з додаванням харчової солі).
При цьому частина МР втрачається з відходами. Наприклад, при
І Спектральні методи аналізу
1.Фотометричний аналіз використовують для визначення Cu, Fe, Cr, Mn, Ni і інших елементів.
Метод оснований на поглинанні молекулами речовини променів в ультрафіолетовій, в
Терміни, поняття та класифікація вітамінів
Вітаміни – низькомолекулярні органічні сполуки різної хімічної природи, які є біорегуляторами процесів, що протікають у живому організмі:
- забезпечення ферментативного каталізу;
Фізіологічна роль, потреби та джерела вітамінів
Вітамін
Фізіологічна роль
Добова потреба
Сировина (продукти) – джерела вітамінів
Жиророзчинні
Вітаміноподібні сполуки
Поряд з вітамінами існують біологічно активні речовини дефіцит яких не призводить до явно виражених порушень і які за своїми функціями ближче до незамінних нутрієнтів. Ці сполуки причисляються до в
Вплив технологічної обробки на збереження вітамінів
Значна кількість вітамінів – досить нестійкі сполуки і легко руйнуються під дією світла, кисню, повітря, високої температури, внаслідок контакту з металами.
Дотримання правил приготування
Вітамінізація продуктів харчування
Здорове харчування населення є одним із найважливіших умов здоров’я нації.
Результати медичних обстежень свідчать про дефіцит вітамінів у більшої частини населення України.
Найбіл
Питання до самоперевірки
1. Що таке вітаміни?
2. Приведіть класифікацію вітамінів.
3. Яку фізіологічну роль виконують вітаміни в організмі людини?
4. Що таке гіповітаміноз, авітаміноз, гіпервітам
Харчові кислоти фруктів, ягід і овочів
Рослина
Кислоти ягід та фруктів
Абрикоси
Яблучна, лимонна
Авокадо
Винна
Значення рН для деяких рідких харчових продуктів
Продукт
Значення рН
Сік апельсиновий
3,2-3,5
Ананасовий
3,6
Властивості харчових кислот
Кислота
Емпірична формула
Молекулярна маса
Температура плавлення, 0С
Розчинність, г/100 мл Н
Вплив харчових кислот на якість продуктів
Харчові кислоти у складі продовольчої сировини і продуктів виконують різні функції, пов’язані з якістю харчових об’єктів.
У складі комплексу смакоароматичних речовин вони беруть участь у ф
Регулятори кислотності харчових систем
Наявність ХК у продуктах може бути наслідком спеціального введення кислоти у харчову систему в ході технологічного процесу.
У цьому випадку ХК використовуються у якості харчових добавок.
Функції харчових кислот у харчуванні
Роль харчових кислот визначається їх участю у обміні речовин і їх енергетичною цінністю.
Так, молочна кислота, яблучна та лимонна кислоти мають коефіцієнти енергетичної цінності: 3,6, 2,4,
Продуктах
До методів визначення кислот відносяться стандартні методи: колориметричний і електрометричний.
Визначення потенційної кислотності основане на титруванні цих речовин лугом.
Для рі
Класифікація ферментів
Клас
Назва класу
Реакціі, що каталізуються
Оксидоредуктази
Окисно-відновні реакції
(приєднан
Ферментативних реакцій
Швидкість реакції залежить від:
1. Концентрації субстрату. Максимальна швидкість ферментативної реакції спостерігається при такій концентрації субстрату,
Параметри зони оптимуму дії основних ферментів зернових культур
Фермент
рН
Температура, ºС
a-амілаза
5,6...6,3
(кислотолабільна -
інактивується при рН=3,3...4,0)
Значення гідролітичних процесів у харчових технологіях
Під час зберігання сировини гідролітичні процеси можуть викликати покращення якості або псування в залежності від умов зберігання. Наприклад, при зберіганні зимових сортів яблук, г
Целюлази, пектинази
Ферментативний гідроліз некрохмальних полісахаридів (целюлози, геміцелюлози, пектинів) здійснюється під дією ферментів целюлолітичного, геміцелюлолітичного і пектолітичного комплек
Оксидоредуктази у харчових технологіях
Окиснення фенольних сполук. Поліфенолоксидаза (тирозиназа)
Фермент поліфенолоксидаза (тирозиназа, фенолаза, катехолаза, О-дифенолоксидаза) каталізує окиснення моно- ди- та
Ферментні препарати, їх характеристика
Ферменти містяться в рослинній та тваринній сировині та вносяться у напівфабрикати з цією сировиною. Крім того, ферменти містяться у мікроорганізмах, а також вносяться у вигляді ферментних препарат
Питання для самоперевірки
1. На які класи поділяються ферменти?
2. Які особливості мають ферменти як каталізатори?
3. Як впливають технологічні фактори на кінетику ферментативних реакцій?
4. Які г
Вода як складова сировини і харчових продуктів
Вода – важлива складова рослинних і тваринних продуктів, як клітинний так і позаклітинний компонент, як диспергуюче середовище і розчинник, обумовлюючи при цьому їх консистенцію, структуру, смак, з
Значення води для життєдіяльності людини
Якщо без їжі людина може прожити 20 і більше днів, то без води – тільки 5-7 днів.
Тіло людини на 50-70% складається з води. Кількість води в організмі людини залежить від віку і складу тіл
Фізичні і хімічні властивості води
Вода має молекулярну масу рівну 18.02 і може існувати у стані рідини, пари та льоду.
Температура замерзання (плавлення) води - 0°С, кипіння - 100°С. При замерзанні вода розширюється, внасл
Діаграма стану води в області невисокого тиску
Крива ОА – характеризує залежність насиченої водяної пари від температури: точки кривої показують ті пари значень Т і Р, при яких рідка вода і водяна пара знахо
Активність води (aw) у харчових продуктах
Продукт
Вологість, %
а,w
Продукт
Вологість, %
а,w
Фрукти
Роль льоду у зберіганні харчових продуктів
Заморожування є найбільш розповсюдженим способом зберігання харчових продуктів.
При цьому необхідний ефект досягається не за рахунок утворення льоду, а за рахунок впливу низьких температур
Терміни і визначення
Згідно визначенню Всесвітньої організації охорони здоров’я, під ХД розуміють речовини і природні сполуки, які самі по собі не вживаються в їжу, а додаються до неї для поліпшення якості сировини і г
Класифікація харчових добавок
ХД, що використовуються у країнах Європи, були розділені на групи.
Згідно до запропонованої цифрової кодифікації ХД, їх класифікація виглядає так:
Е 100 – 182 – барвники,
Характеристика основних груп ХД
З великої групи ХД особливої уваги заслуговують барвники, цукрозамінники та підсолоджувачі. Для забарвлення харчових продуктів використовують натуральні природні і синтетичні (органічні і неорганіч
Склад деяких сумішей барвників
Колів водного розчину
Вміст сухого барвника в розчині, %
Е102
Е110
Е122
Е124
Е131
Замінники цукру
Термін «цукор» (в харчовому розумінні) відносяться тільки до цукрози , яка є стандартом чистоти смаку і солодкості. Всі інші речовини, що мають солодкий смак, називають цукрозамінниками чи інтенсив
Класифікація солодких речовин
Ксиліт Е967
Синоніми: ксилітол. Емпірична формула С5Н12О5, м.м. 152,15.
Білий кристалічний порошок, без запаху, з солодким смаком, визиває відчуття холоду на язику. Т°
Сорбіт Е420
Синоніми: сорбітол, гексангексол, Д-глюцит.
Емпірична формула С6Н14О6, м.м. 182,17. Це білий кристалічний порошок, без запаху, гігроскопічний, солодкий на
D – маніт Е421
Синоніми: гексангексолманітол, манітол. Емпірична формула С6Н14О6, м.м. – 182.17
Це білі негідроскопічні кристали без запаху, солодкі на смак, в 2 рази мен
Ізомальтіт Е953
Синоніми: ізомальтітол, палатініт, м.м. 344,32
Це білі кристали без запаху з солодким смаком
Т°пл 145-1500С, відносно стійкий до гідролізу, гігроскопічний, добре розчин
Моносахариди
Фруктоза (фруктовий цукор) найбільш солодкий природній цукор, солодкість якого 1.73.
Калорійність така як цукрози. Може вживатись діабетиками в дозах 0.5 – 1г на 1 кг маси тіла. Популярна
Дісахариди
Лактоза: молочний цукор, складається з глюкози і галактози, входить до складу молока.
Одержують лактозу із молочної сировини, коефіцієнт солодкості 0.16.
Використ
Підсолоджувачі
Інтенсивні підсолоджувачі – речовини нецукрової природи використовуються для надання продукту солодкого смаку, вони в сотні разів солодші за цукрозу. Підсолоджувачі не несуть енергетичного навантаж
Неогесперидин дігідрохалкон Е959
Синоніми: цитроза, неогесперидин, неогесперидил, дігидрохалкон.
Емпірична формула: С28Н36О15, м.м. 612.58
Це білий порошок, без запаху з дуже силь
Сахарин Е954
Синоніми: бензосульфімід, сільфімід бензойної кислоти, емпірична формула: С7Н5NO3S, м.м. 183.18
Це білий кристалічний порошок без запаху, з інтенсивним сол
Аспартам Е951
Синоніми: сладекс, нутрасвіт, N-L-a- аспартіл, L- фенілаланінметіловий.
Емпірична формула: С14Н18N2O5, м.м. 294,3
Це білий, слабо гігроскопічний к
Цикламати Е952
Синоніми: цикламова кислота та її натрієва, калієва та кальцієві солі.
Еміпрична формула:
1)C6H13NO3S цикламова кислота;
2)C6H
Ацесульфам калія Е950
Синоніми: Ацесульфам К, отізон, сунет
Емпірична формула: С4Н4KNO4S, м.м. 201,24
Це білий кристалічний порошок без запаху з інтенсивним солодким см
Сукралоза Е955
Синоніми: трихлоргалактосахароза.
Емпірична формула: С12H19O8Cl3, м.м. 397.64
Це білі кристали без запаху з інтенсивним солодким смаком
Алітам Е 956
Синоніми: Alitame.
Емпірична формула: С14Н25N3О4S∙2,5Н2О, м.м. 376,52
Це білий кристалічний порошок без запаху з дуже
Питання до самоперевірки
1. Що таке харчові добавки?
2. На які групи поділяються харчові добавки?
3. Розкрийте поняття "технологічні добавки".
4. Охарактеризуйте схему підбору і викорис
Фізіологічні аспекти хімії харчових речовин
Хімічний склад харчового продукту формують три основні групи компонентів:
а) продовольча сировина;
б) харчові добавки;
в) біологічно-активні добавки.
Про
Схеми процесів переварювання макронутрієнтів
Кінцевими продуктами гідролітичного розкладу високомолекулярних речовин, їжі, є мономери. Кожний із трьох видів макронутрієнтів має свою схему процесу переварювання.
1.Перетравлюва
Теорії і концепції харчування
В основі теорії збалансованого харчування лежить три головних положення.
1. При ідеальному харчуванні надходження речовин точно відповідає їх втратам.
2. Надходження харчових речо
Перший принцип раціонального харчування
Їжа для людини – джерело енергії. Енергію виражають у кілокалоріях (ккал) або у кілоДжоулях (кДж). Основними постачальниками енергії є макронутрієнти: білки, жири та вуглеводи.
Частка енер
Коефіцієнти енергетичної цінності макронутрієнтів
Компонент
Засвоюваність, %
Коефіцієнт енергетичної цінності, ккал/г
Білки
84,5
Основні групи інтенсивності праці
Групи
Фізична активність
Коефіцієнт фізичної активності
Професії
Перша
Дуже легка
Другий принцип раціонального харчування
У відповідності з другим принципом раціонального харчування, повинні бути забезпечені потреби організму в основних харчових речовинах, які включають джерела енергії (білки, жири, вуглеводи), незамі
Питання для самоперевірки
1. Як і за яким принципом поділяють основні речовини, що входять до складу харчових продуктів?
2. Що таке макро-і мікронутрієнти?
3. Як перетравлюються вуглеводи, білки та жири?
Новости и инфо для студентов