БІОХІМІЯ

МІНІСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ УКРАЇНИ

Коледж переробної та харчової промисловості

Харківського національного технічного університету сільського господарства

Мені Петра Василенка

 

БІОХІМІЯ

програма, методичні рекомендації і контрольні питання для студентів денної та заочної форми навчання ВНЗ І-ІІ рівнів акредитації зі спеціальності 5.05170104 “Виробництво хліба, кондитерських, макаронних виробів і харчоконцентратів”

ХАРКІВ – 2008

Укладач: Чуйкова С.В., викладач технології та біохімії, спеціаліст вищої категорії Коледжу переробної та харчової

Зміст

1.	Теметичний план
2.	Загальні положення
3.	Вступ
4.	Тема 1. Хімічний склад організмів. Тема 1.1Вода і мінеральні речовини
5.	Тема 1.2 Вуглеводи
6.	Тема 1.3 Ліпіди, жиророзчинні пігменти
7.	Тема 1.4 Білки і нуклеїнові кислоти
8.	Тема 1.5 Рослинні речовини вторинного походження
9.	Тема 2. Обмін речовин і енергії Тема 2.1 Ферменти – біологічні каталізатори
10.	Тема 2.2 Вітаміни
11.	Тема 2.3 Обмін вуглеводів
12.	Тема 2.4 Обмін органічних кислот у рослинних організмах
13.	Тема 2.5 Обмін ліпідів
14.	Тема 2.6 Обмін білків, амінокислот і нуклеїнових кислот
15.	Тема 3. Основи біохімії хлібопекарського виробництва Тема 3.1 Хімічний склад основних зернових культур і хлібопекарського борошна
16.	Тема 3.2 Біохімічні процеси при замісі тіста
17.	Тема 3.3 Біохімічні процеси при бродінні пшеничних напівфабрикатів
18.	Тема 3.4 Біохімічні процеси при бродінні житніх і житньо-пшеничних напівфабрикатів
19.	Тема 3.5 Біохімічні процеси при випіканні хліба
20.	Тема 3.6 Біохімічні процеси та способи поліпшення якості хліба
21.	Тема 3.7 Біохімія черствіння хліба
22.	Тема 4. Біохімія макаронного виробництва
23.	Тема 5.Біохімія кондитерського виробництва
24.	Тема 6. Біохімія харчоконцентратного виробництва Тема 6.1 Особливості біохімії виробництва харчових концентратів
25.	Тема 6.2 Харчова цінність продуктів харчування
26.	Список літератури

Тематичний план

  Продовження таблиці …  

Загальні положення

Вивчення дисципліни «Біохімія» сприятиме розумінню студентом сутності технологічних процесів харчових виробництв. У результаті вивчення дисципліни студентповинен Знати:

ВСТУП

 

Нформація

Головним завданням біохімії є вивчення складу живих організмів, структури речовини, з яких вони побудовані, послідовності та взаємозв’язку реакцій… Дослідження хімічного складу живих організмів та з’ясування їх структури є… Вивчення процесів хімічних перетворень, що є складовими компонентами тканин організму, надходження їх в організм та…

Прочитайте

Л – 2, с.4-22; Л – 3, с.5-10.

 

Зверніть увагу

Біологічна хімія пов’язана з іншими біологічними науками (анатомія, гістологія, цитологія, фізіологія), із загальною та органічною хімією. Вона є… Залежно від об’єктів дослідження розрізняють біохімію людини та тварин,… За напрямом досліджень виділяють:

Питання для самоконтролю

1. Сутність предмету «Біохімія».

2. Предмет вивчення статистичної біохімії, динамічної біохімії, загальна біохімія.

3. Наведіть характеристику кожного з чотирьох періодів історії формування біохімії.

4. Яке значення біохімії у харчовій промисловості?

Хімічний склад організмів

ТЕМА 1: ВОДА І МІНЕРАЛЬНІ РЕЧОВИНИ.

 

Тема 1.1: „Мінеральні речовини”

Запам’ятайте

Мінеральні речовини або зольні елементи – це хімічні елементи, що залишаються у вигляді золи після спалювання і прожарювання продукту при температурі 600-800 С.

 

Зверніть увагу

У живому організмі хімічні елементи поділяють на три групи: макро-, мікро- та ультрамікроелементи. Якщо вміст хімічного елемента перевищує 0,001% - він належить до мікроелементів.

Питання для самоконтролю

1. Що називають зольними елементами?

2. Чому мінеральні речовини є незамінними факторами харчування?

3. Які хімічні елементи належать до макроелементів?

4. Значення мікроелементів для живих організмів.

5. Які показники якості харчового продукту визначають за кількістю золи в ньому?

 

Тема 1.2. Вуглеводи.

 

Нформація

Вуглеводи є складовою частиною всіх живих організмів.

Назва вуглеводиз’явилась тому, що більшість представників цих органічних сполук складається з вуглецю Карбону, водню Гідрогену та кисню Оксигену, причому два останніх входять до складу молекул у таких самих співвідношеннях, як і в молекулі води. Їх загальна формула може бути записана у вигляді.

Cn(H₂O)n (n ≥3)

Прочитайте

Л-3, с.14-41.

Зверніть увагу

- енергетичну функцію. Забезпечують енергію клітини головного мозку, клітини крові, мозкової речовини, нирок, метаболічні реакції організму та…   - пластичну (структурну) функцію. Вуглеводи є у всіх клітинах організму, входять до складу біологічних мембран і…

СН2ОН ─ (СНОН)n ─ С =О

│

Н

Альдоза

СН2ОН ─ (СНОН)n ─ СО ─ СН2ОН

Кетоза

 

Полісахариди – це високомолекулярні сполуки, побудовані з великої кількості залишків моносахаридів і їх похідних. Якщо молекула побудована із залишків одного типу моносахариду, то сполукувідносять до гомо-полісахаридів (крохмаль, глікоген, клітковина, інулін); якщо до складу молекули входять залишки моносахаридів двох чи кількох типів, то вуглевод відносять до гетеро полісахаридів (геміцелюлози, камеді та ін.)

Полісахариди– це основний енергетичний матеріал організму. Вони виконують структурну, запасну функцію.

Крохмаль – продукт фотосинтезу, головна поживна речовина рослин. Найбільше крохмалю міститься в зернах рису, пшениці, бульбах картоплі.

Молекула крохмалю побудована із залишків D-глюкози. Природний крохмаль складається з двох різних фракцій: амілози та амілопектину. В амілозі залишки глюкози зв’язані між собою α-(1→4) – глікозидними зв’язками (як у молекулі мальтози), в амілопектині залишки глюкози сполучені α-(1,4)- та α-(1,6)-глікозидними зв’язками, тобто ланцюги амілопектину розгалужені.

Крохмаль – білий порошок, нерозчинний у холодній воді, в гарячій утворює колоїдний розчин (крохмальний клейстер), який при додаванні йоду набуває синього забарвлення.

При нагріванні крохмалю з мінеральними кислотами або під час дії ферментів амілаз відбувається гідроліз з утворенням полісахаридів – декстринів (амілодекстрини, еритродекстрини, ахродекстрини, мальтодекстрини), дисахариду мальтози і моносахариди глюкози за схемою:

+ H₂ O +H₂ O +H₂ O +H₂ O +Н₂О

(С₆Н₁₀О₅)_x → (С₆Н₁₀О₅)_n → (С₆Н₁₀О₅)_m → (С₆Н₁₀О₅)_p → С₁₂Н₂₂О₁₁ → →С₆Н₁₂О₆

 

Реакція використовується у харчовій промисловості для отримання мальтозної, глюкозної патоки, глюкози, а також в хлібопекарському виробництві.

В організм людини та тварин крохмаль потрапляє з їжею. За участю ферментів крохмаль розкладається до глюкози, яка використовується як енергетичний матеріал і частково перетворюється на глікоген печінки та м’язів.

Глікоген – резервна поживна речовина в організмі людини та тварин, відкладається переважно в печінці та м’язах. Молекула глікогену складається із залишків глюкози, що з’єднуються за допомогою α-(1,4), α-(1,6) й іноді – α-(1,3)-глікозидними зв’язками. Глікоген з йодом дає червоно-фіолетове або червоно-коричневе забарвлення.

Целюлоза або клітковина (C₆H₁₀O₅) - головний компонент клітинних стінок рослин, зумовлює їх міцність і еластичність. Целюлоза синтезуються в рослинах. Молекула складається із залишків β- глюкози, з’єднаних β-1,4-глікозидним зв’язком. При гідролізі целюлози утворюється редукуючий дисахарид целобіоза, при повному гідролізі утворюється β- глюкоза.

В організмі жуйних тварин целюлоза розщеплюється під дією ферменту целюлози, який продукується бактеріями в одному з відділів шлунку.

Організмом людини целюлоза не засвоюється, а виконує роль необхідних харчових волокон.

Інулін – полісахариди, який складається переважно із залишків β-фруктози, в незначній кількості виявляється α-глюкоза.

Інулін як резервний матеріал є в багатьох рослинах – бульбах земляної груші (топінамбуру), жоржинах, коріннях цикорію.

У молекулі інуліну залишки гексоз з’єднані між собою за глікозидо-глікозидним типом, тому не мають редукуючи властивостей.

Під дією кислот або ферментів інулін гідролізується до β-фруктози інулін розчиняється в теплій воді, солодкий на смак, використовується в медицині, як замінник сахарози та крохмалю при цукровому діабеті.

Геміцелюлози – складні гетеро полісахариди рослинного походження. До їх складу входять залишки галактози, ксилози, арабінози, фруктози та уронових кислот.

Геміцелюлози мають розгалужену структуру, різняться моносахаридним складом, будовою лінійної та розгалуженої частини ланцюга макромолекули, мають різну молекулярну масу, що визначає різну їх фізичні та хімічні властивості.

Геміцелюлози вступають на реакцію у реакцію гідролізу під дією кислот і ферментів. Вони використовуються в промисловості для виробництва спиртів і паперу, одержання антибіотиків.

Камеді – гетеро полісахариди, молекули яких складаються із залишків D-галактози, арабінози, рамнози, D-глюкуронової кислоти.

Камеді є продуктами рослинного походження (вишневий клей, гуміарабік). Вони мають підвищену в’язкість, клейкість, здатні набухати та утворюють тверді гелі. Камеді широко застосовують у фармацевтичній промисловості.

Слизи – колоїдні полісахариди; молекули складаються із галактози, занози, арабінози, ксилоли, глюкуронової кислоти.

Слизи є в насінні льону, зерні жита. Слизи житнього борошна на 90% складаються із пентозанів, зумовлюють якість тіста і впливають на технологічний процес приготування тіста.

Пектинові речовини – високомолекулярні сполуки. Вони містяться в плодах, коренеплодах і стеблях майже всіх рослин у вигляді нерозчинної комплексної сполуки – протопектину. У процесі дозрівання плодів під дією ферменту протопектинази протопектин перетворюється на розчинний пектин.

У присутності кислоти і цукру пектин утворює драглі. Ця властивість використовується в кондитерській промисловості при виробництві желе, джему, мармеладу, пастили, фруктових карамельних начинок.

 

Питання для самоконтролю

1.1.Крохмаль 1.5.Геміцелюлози 1.2.Глікоген 1.6.Камеді 1.3.Клітковина 1.7.Слизи

Тема 1.3. Ліпіди, жиророзчинні пігменти

 

Нформація

Ліпіди – це жири та жироподібні речовини, похідні вищих жирних кислот, спиртів та альдегідів. Вони містяться в клітинах тварин, рослин і мікроорганізмів.

Ліпіди не розчинні у воді, але розчинні в органічних розчинниках (хлороформ, етер, ацетон, бензин та ін.), мають гідрофобні властивості, що зумовлено наявністю в їх молекулах залишків жирних кислот, спиртів і альдегідів. Фізико-хімічні властивості ліпідів залежать від хімічної будови.

 

Прочитайте

Л-2, с.262-277; Л-3, с.41-55

 

Зверніть увагу

До складних ліпідів відносять фосфоліпіди (фосфогліцериди), що містять у молекулі залишки гліцерилу, вищих жирних кислот, фосфатної кислоти,… Ліпіди є важливим компонентом їжі, визначають їх харчову цінність і смакові… Псування зерна і продуктів його переробки при зберіганні у першу чергу пов’язано зі зміною його ліпідного комплексу. …

Запам’ятайте

Природа жиру та його якість визначається за показниками, які називають „числами” або „константами жиру”. З хімічних констант найбільше значення… Число– це витрата певного реагенту на реакцію з жиром. Кислотне число –це кількість міліграмів калій гідроксиду, яка необхідна для нейтралізації вільних жирних кислот, що…

Зверніть увагу

Більша частина воску – тверда речовина, нерозчинна у воді і при кімнатній температурі досить погано розчинна в багатьох органічних розчинниках. Хімічно стійка, погано омилюється, стійкі до дії кисню повітря. Їх застосовують як електроізоляційне покриття, у виробництві миючих засобів, у косметиці при виготовленні кремів і помад. У побутовій хімії віск використовується для поліровки паркетів, меблів і в медицині.

Запам’ятайте

Фосфоліпіди– це естери гліцерину, вищих жирних кислот, фосфатної кислоти і нітрогеновмісної основи (аміноспирту холіну чи етаноламіну).

 

Зверніть увагу

Фосфоліпіди– безбарвні речовини, без запаху, добре розчинні в діетиловому етері, хлороформі, погано – в ацетоні. У водних розчинах молекули… У промисловості фосфоліпіди отримують як побічний продукт при виробництві… Фосфоліпіди використовують як поліпшувачі та як емульгатори у хлібопекарській, кондитерській, масложировій…

Запам’ятайте

Каротиноїди –забарвлюючі речовини від жовтого до яскраво-червоного кольору. До цієї групи ізопреноїдів відносяться вуглеводні (С₅Н₈)₈ та їх оксигеновмісні похідні.

 

Зверніть увагу

Група каротиноїдів включає в себе до 100 природних пігментів. Одна із особливостей каротиноїдів – наявність у молекулі багатьох супряжених зв’язків.… Каротин– червоний пігмент моркви, його ізомер лікопін міститься в томатах,… Каротиноїди добре розчинні в більшості органічних розчинників і не розчиняються у воді. Деякі каротиноїди є…

Білки і нуклеїнові кислоти

Нформація

Білки посідають окреме місце серед сполук, що входять до складу живих організмів.

Надзвичайна різноманітність функцій білків і велика поширеність відобразилися в їхній назві – протеїни (від грец. рrotos – первинний, найважливіший).

В організмі тварин білки становлять близько 50% сухої маси.

 

Прочитайте

Л-3, с.55-111.

Зверніть увагу

Незважаючи на різноманітність будови і функцій, елементний склад білкових речовин коливається в незначній мірі (у відсотках на суху масу): 50-55 С, 6,5-7,3 Н, 21,5-23,5 О, 15-17,5 N, 0-2,5 S. Деякі білки містять фосфор (0,2-2 %), селен, метали (Fe, Zn, Cu).

 

Запам’ятайте

Білки – це високомолекулярні органічні сполуки, що складаються із залишків α-амінокислот, зв’язаних між собою пептидними зв’язками – СО – NH ─ .

Зверніть увагу

 

У складі білка виявлено 20 амінокислот. Усі амінокислоти, що входять до складу білка, є α-амінокислотами, оскільки їх аміногрупа NH₂ перебуває в α-положенні,тобто поряд з карбоксильною:

NH2 ─ СН ─ СООН

Rде R – бічні радикали. Амінокислоти -амфотерні електроліти, оскільки аміногрупа має основні… Вищі рослини та більшість мікроорганізмів синтезують усі 20 амінокислот, що входять до складу білків. Амінокислоти…

Запам’ятайте

За фізико-хімічними властивостями та хімічним складом білки поділяють на дві групи – прості (протеїни) і складні (протеїди).

Протеїни –це білки, до складу яких входять лише залишки амінокислот.

Протеїди – це складні білки, молекули яких крім залишків амінокислот містять ще й інші компоненти – простетичні групи.

 

Зверніть увагу

Гістони та протаміни – сильні основи. Альбуміни розчиняються у воді та сольових розчинах. Вони є в крові, лімфі, а… Глютеніни – білки рослинного походження. До складу входить велика кількість глютамінової кислоти і лізину. До…

Запам’ятайте

У природі існує два типи нуклеїнових кислот. Перший – тимонуклеїнова або дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК). Її вуглеводним компонентом є дезоксирибоза, нітрогеновмісними основами – аденін, гуанін, цитозин і тимін. Вуглеводним компонентом РНК є рибоза, нітрогеновмісними основами – аденін, гуанін, цитозин та урацил.

 

Зверніть увагу

Нуклеотиди складаються з трьох компонентів: нітрогеновмісної циклічної сполуки – пуринових чи піримідинових основ, вуглеводів (пентоз) і фосфатної… Піримідинові основи є похідними шестичленної гетероциклічної сполуки –… Пуринові основи (похідні гетероциклічної сполуки пурину) – аденін і гуанін.

Рослинні речовини вторинного походження

Нформація

У рослинах містяться білки, вуглеводи, ліпіди, вітаміни, а також різні речовини, які називають речовинами вторинного походження. Ці речовини утворюються в рослині і відразу ж використовуються клітиною для різних синтетичних процесів, тому не накопичуються у великій кількості і є проміжними продуктами обміну речовин.

 

Прочитайте

Л-2, с.243-246, 312-342, 351-357, 377-379.

 

Зверніть увагу

Мурашина кислота Н-СООН має різкий запах. Виявлена в яблуках, малині. Оцтова кислота СН3-СООН, зустрічається в різних плодах і рослинних соках,… Оцтова кислота використовується у харчовій промисловості при виготовленні різних маринадів.

Питання для самоконтролю

1.Які речовини називають речовинами вторинного походження?

2.Охарактеризувати основні органічні кислоти рослин.

3.Охарактеризувати естерні олії.

4.Які речовини називають алкалоїдами?

5.Які речовини називають фітонцидами? Навести приклади.

ТЕМА 2. ОБМІН РЕЧОВИН І ЕНЕРГІЇ.

Ферменти – біологічні каталізатори.

Обмін речовин, що пов’язаний з поглинанням, засвоєнням і накопиченням речовин із навколишнього середовища для синтезу структурних частин (одиниць) організму, називається анаболізмом чи асиміляцією.

Обмін речовин, який виявляється в розпаді деяких речовин, з яких складається організм і виведення продуктів цього розпаду, називається катаболізмом або дисиміляцією.

 

Запам’ятайте

 

Ферменти (ензими) – це біологічні каталізатори, високо специфічні білки, що синтезуються в живих клітинах і можуть значно прискорювати різні хімічні реакції без помітного використання них самих.

Прочитайте

Л-3, с.122-176.

Зверніть увагу

Ферменти (прості білки) називають однокомпонентними, у результаті їх гідролізу утворюються лише амінокислоти (ферменти-протеїни). Ферменти (складні білки) називають двокомпонентними. Небілкові компоненти цих ферментів – коферменти або простетичні групи – можуть легко відокремлюватися від білка та…

Запам’ятайте

Активний центр або активна зона – це частина молекули ферментативного білка, яка взаємодія з субстратом і зумовлює ферментативні властивості молекули.

Зверніть увагу

-приєднання молекули субстрату до ферменту; -перетворення первинної проміжної сполуки на один або декілька послідовно… -відщеплення кінцевих продуктів реакції від ферменту.

ТЕМА 2.2. ВІТАМІНИ.

Нформація.

 

Запам’ятайте

Вітаміни – це група органічних біологічно активних речовин різноманітної хімічної природи, які необхідні для нормальної життєдіяльності людей та тварин у невеликих кількостях.

 

Прочитайте

Л-3, с. 176-204.

 

Зверніть увагу

Водорозчинні вітаміни добре розчинні у воді. До них належать: - тіамін (вітамін В1), нестача цього вітаміну в харчовому раціону людини… - рибофлавін (вітамін В2). Має яскраво-жовте забарвлення, стійкий до високої температури. При зниженні кількості…

Питання для самоконтролю

1.Які сполуки називають вітамінами ?

2.Дайте визначення поняттям: гіповітаміноз, авітаміноз, гіпервітаміноз.

3.Що є джерелом вітамінів для людини ?

4.Охарактеризувати водорозчинні вітаміни.

5.Охарактеризувати жиророзчинні вітаміни.

6.Охарактеризувати вітаміноподібні речовини.

 

Обмін вуглеводів.

Нформація

У результаті повного розпаду вуглеводів у клітинах гетеротрофних організмів утворюються й звільнюються високоентропійні сполуки СО2 і Н2О, які…

Запам’ятайте

 

Процес засвоєння карбон диоксиду зеленою рослиною за рахунок світлової енергії і утворення органічної речовини називається фотосинтезом.

Прочитайте

Л – 2, с. 198-242, 289-311, Л – 3, с. 204-232, 397-418.

Зверніть увагу

  світло 6СО2 + 6Н2О à С6Н12О6 + 6О2

Світло

СО2 + 2Н2S à C H2O + Н2О + 2 S

Бактеріохлоролфіл

У доному випадку фотосинтез – це супряжений окисно-відновний процес, що відбувається під впливом поглинутої бактеріохлорофілом світлової енергії. … У результаті фотосинтезу пурпурні сіркобактерії виділяють вільну сірку, яка… Є мікроорганізми, які засвоюють карбон диоксид і синтезують із нього органічні речовини, використовуючи для цього…

УДФГ + фруктоза « УФД + сахароза

Синтез у рослинах крохмалю також відбувається за участю уридиндифосфатглюкози і відповідних трансфераз, які каналізують перенесення залишків глюкози з уридиндифосфатглюкози на крохмаль. Синтез крохмалю відбувається за рівнянням:

 

УДФГ + затравка (крохмаль) à УФД + крохмаль

Реакцією ферментативного трансглікозилування пояснюється перетворення крохмалю та інуліну в сахарозу і утворення цих складних полісахаридів із сахарози.

Запам’ятайте

Дисиміляція вуглеводів в організмі відбувається анаеробно, тобто шляхом бродіння або аеробним шляхом, тобто завдяки процесу дихання.

Найважливішими процесами бродіння є: спиртове, молочнокисле, маслянокисле бродіння.

Зверніть увагу

Спиртове бродіня лежить в основі ряду харчових виробництв (виробництво вина, пива, спирту, хліба). Під час спиртового бродіння, яке здійснюється ферментативними системами клітин… С2Н12О6 à2 С2Н5ОН + 2 СО2

С2Н12О6 à 2СН3 – СН(ОН) – СООН

Молочнокисле бродіння має важливе значення при виробництві молочнокислих продуктів, приготуванні квасу, хлібних заквасок і рідких дріжджів для… Молочнокислі бактерії поділяють на дві групи: · гомоферментативні, які зброджують гексози до молочної кислоти;

СН3 – СО – СООН à СО2 + СН3 – СНО

 

Далі оцтовий альдегід під дією ферменту алкогольдегідрогенази відновлюється до етилового спирту:

 

СН3 – СНО + НАД × Н2 àСН3 – СН2ОН + НАД

 

При молочнокислому бродінні піровиноградна кислота відновлюється у присутності ферменту лактатдегідрогенази в молочну кислоту:

 

СН3 – СО – СООН + 2Н à СН3 – СО(ОН) – СООН

Повне окиснення піровиноградної кислоти, яке відбувається при аеробному диханні, йде через ряд проміжних етапів, що каталізуються відповідними ферментами.

Піровиноградна кислота конденсується з молекулою карбон ддиоксиду і утворює щавелевооцтову кислоту. Інша молекула піровиноградної кислоти утворює молекулу карбон діоксилутьі молекулу оцтової кислоти.

 

Питання для самоконтролю

1. Який процес називають фотосинтезом?

2. Охарактеризуйте роль хлорофіла в процесі фотосинтезу.

3. Як відбувається ситез сахарози,крохмаль в рослинних організмах?

 

Обмін органічних кислот у рослинних організмах

Нформація

 

Органічні кислоти аліфатичного ряду можуть накопичуватись у рослинах. Вони відіграють важливу роль у обміні речовин рослинних організмів.

Органічні кислоти утворюються в процесі дихання рослин і є продуктами неповного окиснення вуглеводів.

Разом з тим вони є вихідним структурним матеріалом для синтезу різних сполук - вуглеводів, амінокислот і жирів.

Прочитайте

Л-3, с. 246-261.

 

Зверніть увагу

Лимонна кислота утворюється лише при доступі молекулярного кисню, отже, її утворення пов'язано з процесом дихання. Найкращою речовиною для утворення лимонної кислоти є цукор. Але вона може… Плісневі гриби можуть накопичувати значну кількість лимонної кислоти за рахунок фумарової, яблучної і бурштинової…

С02 + СН3 — CO — СООН

Піровиноградна кислота

Ноос — сн2 — со — соон

Щавлевооцтова кислота

Щавлевооцтова кислота дає потім яблучну кислоту НООС — СН2 — СН (ОН) — СООН, а яблучна кислота перетворюється у фумарову кислоту НООС — СН = СН —… Таким чином, ферментативне з'єднання карбон диоксиду піровиноградною кислотою…  

Питання для самоконтролю

 

1. Як утворюється лимонна кислота у нижчих рослин?

2. Описати хімізм перетворення піровиноградної кислоти в щавлевооцтову, яблучну, фумарову, бурштинову.

3. Описати хімізм реакції утворення.

 

 

Обмін ліпідів

Нформація

В організмі тварин і людини обмін ліпідів складається з їх розщеплення в шлунково-кишковому тракті, катаболізму та анаболізму в клітинах і тканинах… Ліпіди надходять з їжею. Перетворення ліпідів у шлунково-кишковому тракті -… Ліпіди розщеплюються ферментами (ліпаза, фосфоліпаза) до різноманітних продуктів, які всмоктуються епітеліальними…

Прочитайте

 

Л-2, с. 278-288; Л-3, с. 233-262.

Зверніть увагу

Вихідним матеріалом є ацетил-КоА, який утворюється в процесі β-окиснення жирних кислот у мітохондріях під час окисного декарбоксилування…  

Запам'ятайте

 

Основним шляхом окиснення вищих жирних кислот у організмі є ферментативний процес β-окиснення. Назва процесу пов'язана з тим, що окиснення відбувається за β-атомом Карбону в молекулі активованої жирної кислоти (ацил-КоА). У результаті окиснення відщеплюється двокарбоновий фрагмент у вигляді ацетил-КоА. Процес відбувається в матриксі мітохондрій.

 

β│α

Р | а R- СН2-СН2-СН2 |-СН2-СООН

│

Зверніть увагу

У цитоплазмі клітини активується жирна кислота, яка потім надходить до мітохондрії. У матриксі мітохондрій вона зазнає ферментативного окиснення зі… Біосинтез триацилгліцеролів відбувається у різних органах і тканинах організму… Кінцевими продуктами повного ферментативного гідролізу триацилгліцеролів є гліцерол і вільні жирні кислоти.

Питання для самоконтролю

1. 3 яких процесів складається обмін ліпідів у організмі?

2. Як відбувається біосинтез насичених та ненасичених жирних кислот?

3. Охарактеризувати β-окиснення жирних кислот в організмах.

4. Охарактеризувати метаболізм нейтральних ліпідів.

5. Охарактеризувати метаболізм фосфоліпідів, сфінголіпідів.

 

 

Обмін білків, амінокислот і нуклеїнових кислот

Нформація

У процесі життєдіяльності організму безперервно відбувається руйнування і утворення клітин, розпад і оновлення білків тканин. Організм людини потребує постійного надходження з їжею білків, які… Гідроліз або перетворення білків у живому організмі та клітинах, відбувається за участю протеолітичних ферментів -…

Прочитайте

Л-2, с. 380-432; Л-3, с. 271-356 .

Зверніть увагу

амоніаку і нітратів. Вільний амоніак отруйний для організмів, тому зразу ж використовується на… Амоніак, що поглинається рослиною у вигляді амонійних солей, або утворюється в результаті відновлення нітратів,…

NH3 + СН3 - CO- СООН + 2Н —> СН3 - СН (NH2 ) - СООН + Н2 О

Амоніак Піровиноградна Аланін

Кислота

Утворення амінокислот у рослинному і тваринному організмі може відбуватися також у результаті ферментативного перетворення однієї амінокислоти в… Із амінокислот поступово, через утворення пептидів, синтезується білок. Синтез білка в організмі вибувається за рахунок енергії, що виділяється при диханні і бродінні.

О

R — СН — СООН —>R— CO — СООН + NH,

І

NH₂

Процес окисного дезамінування амінокислот має важливе значення у бродильних виробництвах, які базуються на застосуванні спиртового бродіння. У результаті дезамінування утворюються побічні продукти, що впливають на якість готової продукції - спирту, вина, пива.

При реакціях переамінуваннявідбувається перенесення
аміногрупи (трансамінування) за допомогою ферментних систем між
амінокислотами і кетокислотами без проміжного утворення амоніаку:

R R₁ R R₁

І І І І

СН —NH2 +С = 0 —>С = 0 + СН —NH2 .

І І І І

СООН СООН СООН СООН

  Переамінування амінокислот відіграє важливу роль у процесах синтезу необхідних… а-кетокислоти, що утворюються в процесах дезамінування та трансамінування, перетворюються в тканинах організмів. Одні…

І

NH₂

Декарбоксилування амінокислот каталізують ферменти декарбоксилази, коферментом яких є піридоксальфосфат. Аміни, що утворюються в процесі декарбоксилування, мають високу біологічну активність.

Моноаміни вступають у реакції окисного дезамінування з утворенням альдегідів і амоніаку:

 

R — СН₂ — NH₂ + 0₂ + Н₂0 —> R — С = О + NH₃ + Н₂0₂

І

Н Амін Альдегід

Альдегіди окиснюються у відповідні жирні кислоти, які далі піддаються окисненню до води і карбон диоксиду через цикл трикарбонових кислот.

Запам'ятайте

За участю нуклеїнових кислот відбувається біосинтез білка, передача спадкових ознак та ряд інших важливих для організму процесів.

 

Зверніть увагу

Нуклеїнові кислоти потрапляють в організм людини з їжею у складі нуклеопротеїдів. Нуклеопротеїди розщеплюються на прості білки та нуклеїнові… Прості білки розщеплюються до амінокислот і всмоктуються. Нуклеїнові кислоти (РНК і ДНК) розщеплюються під впливом комплексу ферментів, що мають загальну назву нуклеотидаз.…

Питання для самоконтролю

1. Як відбувається біосинтез амінокислот?

2. Сутність матричної теорії синтезу білка.

3. Яка роль ДНК у синтезі білка?

4. Сутність процесу передачі інформації від ДНК на рибосоми через іРНК.

5. Що називають структурним геном ДНК?

6. Як відбувається синтез білка на рибосомах?

ОСНОВИ БІОХІМІЇ ХЛІБОПЕКАРСЬКОГО ВИРОБНИЦТВА

 

ТЕМА 3.1: ХІМІЧНИЙ СКЛАД ОСНОВНИХ ЗЕРНОВИХ КУЛЬТУР І ХЛІБОПЕКАРСЬКОГО БОРОШНА.

План

1. Хімічний склад житнього і пшеничного борошна.

2. Характеристика вуглеводів і амінолітичних ферментів.

3. Характеристика білкових речовин і протеолітичних ферментів.

4. Біохімічні зміни, що відбуваються в борошні при зберіганні.

 

Хімічний склад житнього і пшеничного борошна.

Олігосахариди складаються із 2-5 моносахаридів. Дисахарид сахароза складається Із залишків глюкози І фруктози, з'єднаних…  

ТЕМА 3.2: БІОХІМІЧНІ ПРОЦЕСИ ПРИ ЗАМІСІ ТІСТА

 

План

1. Утворення тіста.

2. Процеси, що відбуваються під час утворення пшеничного тіста.

3. Процеси, що відбуваються під час утворення житнього тіста.

 

Утворення тіста.

В утворенні тіста беруть участь здатні до набухання біополімери борошна: біки, крохмаль, пентонази, а також оболонкові частинки. У процесі… На початку змішування компонентів тіста з водою відбуваються такі процеси, як…  

Процеси, що відбуваються під час утворення пшеничного тіста.

Вважається, що при утворенні пшеничного тіста відбувається насамперед осмотичне зв’язування води спочатку вільними проміжним білком, потім білком,… Поглинаючи воду осмотично, білкова молекула розпушується, значно збільшується… Під час змішування в результаті механічної дії набухлі, збільшені в об’ємі водонерозчинні бікові речовини (клейковинні…

Процеси, що відбуваються під час утворення житнього тіста.

Під час змішування житнього борошна з водою воно поглинає значно більше води, ніж пшеничне. Так, водопоглинальна здатність житнього борошна складає… Висока водопоглинальна здатність житнього борошна обумовлена швидким… Оскільки значна частина білків житнього борошна необмежено набухає і не утворює клейковинного каркасу, у тісті…

Контрольні питання.

1. Які процеси обумовлюють утворення тіста?

2. Яка роль крохмалю, білків і пентозанів в утворенні тіста?

3. Назвіть особливості утворення тіста з житнього борошна.

 

 

Тема 3.3: Біохімічні процеси при бродінні пшеничних напівфабрикатів

1. Зміни у білково-протеїназному комплексі. 2. Зміни у вуглеводно-амілазному комплексі. Під час дозрівання тіста відбуваються глибокі зміни в білково-протеїназно­му і вуглеводно-амілазному комплексах…

ТЕМА 3.4: БІОХІМІЧНІ ПРОЦЕСИ ПРИ БРОДІННІ ЖИТНІХ І ЖИТНЬО-ПШЕНИЧНИХ НАПІВФАБРИКАТІВ

Під час змішування житнього борошна з водою воно поглинає значно більше води, ніж пшеничне. Так, водопоглинальна здатність житнього обойного борошна… Висока водопоглинальна здатність житнього борошна обумовлена швидким… Оскільки значна частина білків житнього борошна необмежено набухає і не утворює клейковинного каркасу, у тісті…

ТЕМА 3.5: БІОХІМІЧНІ ПРОЦЕСИ ПРИ ВПІКАННІ ХЛІБА

1. Зміни у білково-протеїназному комплексі. 2. Зміни у вуглеводно-амілазному .комплексі. 3. Процеси, що обумовлюють колір скоринки хліба та впливають на смак і аромат виробів.

Процеси, що обумовлюють колір скоринки хліба та впливають на смак і аромат виробів

Однією з причин потемніння скоринки є карамелізація цукрів і продуктів гідролізу крохмалю під дією високої температури і зневоднення скоринки. Але… Цю реакцію в 1912 році описав французький дослідник Майяр. Реакція… Для одержання нормально забарвленої скоринки необхідно, щоб у тісті перед випіканням містилось не менше 2,5-3 %…

Тема3.6: Біохімічні процеси та способи поліпшення якості хліба

План

1. Ферментні препарати.

2. Поверхнево-активні речовини.

 

Ферментні препарати

Найменування ферментних препаратів поєднує в собі скорочену назву основного ферменту, активність якого в препараті переважає, і видову назву… У харчовій промисловості дозволене використання лише очищених ферментних… Застосування ПАР ефективне й у випадку виробництва хліба із збагачувачами (соєвим борошном, білковими ізолятами,…

Тема 3.7 Біохімія черствіння хліба.

Одночасно зі зміною структурно-механічних властивостей скоринки і м'якушки змінюється смак і аромат, з'являється специфічний запах черствого хліба.… Процес черствіння вивчається вже більше ста років, але і на сьогодні сутність… Роль крохмалю в процесах черствіння. Черствіння хліба пов'язане першу чергу з процесами зміни стану крохмалю. Під час…

ТЕМА 4: БІОХІМІЯ МАКАРОННОГО ВИРОБНИЦТВА

  1. Характеристика пшениці, яку використовують для виробництва макаронних… 2. Макаронні властивості борошна.

Макаронні властивості борошна

Кількість клейковини. Клейковина в макаронному виробництві виконує дві основні функції: є пластифікатором, тобто виконує роль своєрідного змащення.… Унікальність клейковини складається також у тому, що сформований при… Оптимальне співвідношення між пластичними та зміцнюючими властивостями випресовуваємих сирих виробів перебуває в…

Біохімічні процеси, що відбуваються під час замішування тіста.

При замісі тіста з крупчастого борошна (макаронного) вимагається більш тривале вимішування , ніж при замісі з порошкоподібного борошна…   Контрольні запитання :

ТЕМА 5: БІОХІМІЯ КОНДИТЕРСЬКОГО ВИРОБНИЦТВА

План

1. Хімічний склад сировини кондитерського виробництва.

2. Біохімічні процеси в технології шоколадних виробів.

Хімічний склад сировини кондитерського виробництва.

Крохмальна патока являє собою солодку, в’язку, що не кристалізується, прозору речовину. Колір патоки залежить від ступеня очищення. Одержують її… Крім крохмальної патоки можна застосовувати мальтозну патоку. її одержують… Мед. Мед натуральний - продукт переробки бджолами квіткового нектару. Кращим для використання в кондитерському…

Біохімічні процеси в технології шоколадних виробів

Основними стадіями одержання напівфабрикату шоколадного виробництва - какао тертого є: Жаріння какао-бобів ↓

ТЕМА 6: БІОХІМІЯ ХАРЧОКОНЦЕНТРАТНОГО ВИРОБНИЦТВА

ТЕМА 6.1: ОСОБЛИВОСТІ БІОХІМІЇ ВИРОБНИЦТВА ХАРЧОВИХ КОНЦЕНТРАТІВ

План

1. Біохімічні процеси, що супроводжують виробництво харчових

концентратів.

2. Харчова цінність хлібобулочних виробів.

При оцінюванні корисності харчових продуктів, у тому числі хлібних виробів, користуються поняттям харчової, біологічної та енергетичної цінності продукту, його функціональних властивостей. Термін «харчова цінність» відображає комплекс корисних якостей продукту, його здатність забезпечувати фізіологічні потреби організму в енергії та основних поживних речовинах, що обумовлюють функціонування організму: білках, вуглеводах, жирах, вітамінах, мінеральних речовинах, їх засвоюваність. Основними факторами, що формують харчову цінність продукту, є його хімічний склад, енергетична, біологічна цінність, фізіологічні, лікувально-профілактичні, органолептичні властивості, засвоюваність, відсутність шкідливих речовин в аспекті біохімії харчування хімічний склад продукту характеризується ш вмістом власне харчових речовин — аліментарних і не аліментарних — не харчових. Аліментарні речовини ділять на макро- і мікронутрієнти.

Біологічну цінністьпродукту визначає вміст у ньому пластичних і ка­талітичних речовин , що забезпечують в організмі фізіологічну адекватність обміну речовин, тобто біологічна цінність характеризується збалансованістю за незамінними факторами харчування — амінокислотним, жирнокислотним. вітамінним, макро- і мікроелементним складом.

До групи незамінних належать речовини, які не утворюються в організмі людини, а постачаються з харчовими продуктами. Ці речовини називають ессенціальними. До них належать незамінні амінокислоти, поліненасичені жирні кислоти (лінолева, ліноленова, арахідонова), вітаміни, мінеральні речовини.

Біологічну цінність продукту здебільшого характеризують показником якості білків, що відображує сутність відповідності його складу за незамінними амінокислотами потребам організму в цих амінокислотах для синтезу білка.

 

Термін «енергетична цінність» відображає кількість енергії, що виділяється з харчових речовин продукту в результаті їх біологічного окислення в організмі людини. Енергетичну цінність продукту виражають у кілокалоріях або кілоджоулях. При розрахунку теоретичної калорійності продукту (брутто-калорійності) керуються його хімічним складом і коефіцієнтами енергетичної цінності основних складових, у ккал/г або кДж/г. Встановлено, що при окисленні 1 г білків виділяється 4 ккал (16,7 кДж), вуглеводів — 3,75 ккал (15,7 кДж), жирів — 9 ккал,(37,7 кДж).

Фізіологічні властивості продукту обумовлюються наявністю в ньому інгредієнтів, які покращують функціональні процеси в організмі людини, зміцню­ють імунну систему, надають виробам лікувально-профілактичних властивостей. До таких інгредієнтів відносять харчові волокна, вітаміни, мінеральні речовини, поліненасичені жирні кислоти, антиоксиданти, мікроелементи та інші біологічно активні речовини.

Як уже відзначалось, у раціоні харчування людини хліб є значним джерелом енергії, білків, жирів, вуглеводів, вітамінів, мінеральних речовин, харчових волокон.

Харчова цінність хліба визначається його доброякісністю (нешкідливістю), вмістом поживних і біологічно активних речовин; їх співвідношенням, органо­лептичними та фізико-хімічними показниками якості, функціональними власти­востями .

Нешкідливість хліба характеризує безпечність його споживання для життя і здоров'я людини й обумовлюється відсутністю в ньому токсичних елементів, радіонуклідів, пестицидів, токсинів, що виділяються плісеневими грибами, та іншою шкідливою мікрофлорою, сторонніх домішок, не притаманних хлібу при­смаків і запахів. Кількісний і якісний вміст їх у хлібі визначається вимогами гігієнічних нормативів.

На засвоюваність хлібних виробів впливають такі показники їх якості, як смак, аромат, розпущеність м'якушки, зовнішній вигляд, які збуджують або пригнічують діяльність травного апарату.

Харчова цінність хліба залежить від виду і сорту борошна, з якого виготов­лений хліб, рецептурних добавок і вологості виробів.

 

ТЕМА 6.2: Харчова цінність продуктів харчування

Енергетична цінність хлібних виробів

Енергетична цінність хлібних виробів залежить від їх хімічного склад) вологості, вмісту білків, жирів, вуглеводів і ступеню засвоєння організмом цих… Вироби з обойних сортів борошна мають нижчу енергетичну цінність, ніж із…

Білкова цінність хлібних виробів

Білки в організмі людини є головною складовою клітин всіх органів і тканин, вони виконують пластичну, каталітичну, гормональну, транспортну та інші… Рослинні та тваринні білки мають різну біологічну цінність, що пов'язано зі… Біологічна цінність білків хлібних виробів за амінокислотним скором, не досить висока, таблиця 6.2. Так,…

Вуглеводи хлібних виробів як джерело енергії та харчових волокон

Вуглеводи є основною частиною раціону харчування людини. Добова по­треба організму у вуглеводах становить 400-500 г, у тому числі моно- і… Вуглеводи є основною складовою хліба. Вони становлять біля 80% сухих речовин… Головна частина вуглеводів, що засвоюються організмом, у хлібі представ­лена крохмалем, вміст якого в деяких виробах…

Жири хлібних виробів

У процесі харчування жири і вуглеводи частково замінюють один одного. Жири у простому за рецептурою хлібі з обойних сортів борошна складають… У раціоні харчування хліб є одним із основних джерел забезпечення ор­ганізму… Здобні та булочні вироби, до рецептури яких входять жири, мають значно вищу енергетичну цінність, ніж вироби, в…

Органічні кислоти хлібних виробів

Органічні кислоти хліба є біологічно активними речовинами. Основні органічні кислоти хліба є джерелом енергії: молочна кислота дає 3,6, яблучна —… Добова потреба організму в органічних кислотах складає 2 г. У 100 г…

Вітамінна цінність хлібних виробів

Вітаміни — це високоактивні сполуки, що не синтезуються в організмі, а якщо й синтезуються, то в недостатній кількості і тому повинні надходити з… В організмі людини вітаміни виконують роль каталізаторів біохімічних… Вітаміни у хліб надходять з борошном, дріжджами та іншими, складовими рецептури. Оскільки в зерні найбільша частина…

Мінеральна цінність хлібних виробів

Мінеральний склад хлібних виробів залежить від виду і сорту борошна. Чим нижчий сорт борошна, з якого виготовлений хліб, тим більший у ньому вміст…

Горіхи і олійне насіння

Піноутворювачі Піноутворювачі використають, для виробництва пастили, зефіру, збівних цукерок,… Парафін використають як основний компонент глянцю для драже й карамелі. Його також застосовують для запобігання…

Молоко і молочні продукти

Сухе молоко - молоко, висушене до масової частки вологи не більше 7%. Сухе молоко цільне має кислотність після відновлення не більше 22° Т. Вміст… Згущене молоко одержують шляхом уварювання молока, .переважмо ; цукром. Для…

Яйця і яєчні продукти

1,5 рази. Жовток яйця містить вітаміни (А, В, Д и Е) і лецитин, завдяки яком) є гарним емульгатором. Велика кількість жовтків дозволяє одержати в… Яєчний меланж представляє собою суміш яєчних білків і жовтків, або окремо… Яєчний порошок готують з суміші білків і жовтків. Він містить не більше 6-7 % вологі і легко відновлюється.

Жири

Какао-масло одержують з очищених від оболонки здрібнених какао-бобів шляхом пресування. Температура застигання 22-27° С, .температура плавлення 32-36° С.

Какао-масло має золотий колір і приємний смак. Кокосове масло одержують з висушеної м'якоті плодів кокосової пальми. Температура плавлення 20-28° С, температура застигання 14-25° С.

Вершкове масло одержують із коров'ячого масла. Масова частка вологи не більше 16%, вміст жиру не менш 82,5% для несолоного масла й 81,5% для солоного.

Маргарин - жировий продукт, одержуваний шляхом емульгування суміші натуральних і гідрогенізованих рослинних масел і тваринних жирів з заквашеним молоком або водою. Масова частка жиру не менш 82%.

Кондитерський жир - суміш різних жирів, отримана шляхом гідрогенізації. Компоненти, що входять у таку суміш, можуть бути як натуральними жирами або маслами, так і продуктами їхньої переробки. Для заміни какао-масла успішно використають імпортні тверді жири, які прийнято називати еквівалентами какао-масла. Для одержання цих жирів використають пальмове масло, жир манго й т.п., які мають у своєму складі подібні з какао-маслом тригліцериди. Температура плавлення жиру перебуває в інтервалі 32-35° С.

Фруктово-ягідні заготовки

Пульпа - цілі або розрізані, очищені від плодоніжок і промиті плоди, залиті водяним розчином сірчистої кислоти. Перед подачею на виробництво пульпу… Фруктово-ягідні подварки - уварене фруктово-ягідне пюре із цукром Масова… Припаси - протерта м'якоть свіжих плодів і ягід, приготовлена стерилізацією пюре і упакована в герметичну скляну тару,…

Питання для самоконтролю

 

1. Хімічний склад хлібних виробів.

2. Вплив білкової цінності хлібобулочних виробів та харчоконцентратів на організму людини?

3. Наведіть вітамінну цінність хлібобулочних виробів та харчоконцентратів.

 

 

Список літератури

2. Л – 2. Кретович В.Л. Биохимия растений. – М.: Высшая школа, 1986. 3. Л – 3. Кучеренко М.Є. та ін. Біохімія. – К.: Либідь, 1995. 4. Л – 4.Е.Д. Казаков, Г.П. Карпиленко Биохимия зерна и хлебопродуктов. – СПб.: ГИОРД 2005. – 512 с.