Изменения белков в технологическом потоке

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 12Следующая ⇒

Нативная трехмерная структура белков поддерживается разнообразием внутри- и межмолекулярных сил и поперечных связей. Любое изменение условий среды в технологических потоках производства пищевых продуктов оказывает влияние на связи молекулярной структуры и может привести к разрушению четвертичной, третичной и вторичной структуры. Этот процесс называется денатурацией.

Большинство белков денатурируются в присутствии сильных минеральных кислот или оснований, при нагревании, охлаждении, обработке поверхностно-активными веществами, мочевиной, солями тяжелых металлов (Ag, Pb, Hg) или органическими растворителями (этанолом, метанолом, ацетоном).

Большая часть белков денатурируется при температурах выше 60°С, однако встречаются и термостабильные белки (казеин и а-лактоальбулин молока и а-амилазы некоторых бактерий). Тепловая денатурация белков является одним из основных физико-химических процессов, лежащих в основе выпечки хлебобулочных изделий, сушки макаронных изделий, варки, жарения овощей, рыбы, мяса, консервирования, пастеризации и стерилизации молока. Данный вид превращений относится к полезным, так как он ускоряет переваривание белков в желудочно-кишечном тракте человека.

Однако при тепловой обработке продуктов выше 100°С со значительной скоростью протекает взаимодействие белков с восстанавливающими сахарами, сопровождающееся образованием карбонильных соединений и темноокрашенных продуктов – меланоидинов, при этом теряются незаменимые аминокислоты (лизин, треонин), что ухудшает пищевую ценность продукта.

Термическая обработка белоксодержащей пищи при температурах выше 120°С или при более низких, но в щелочной среде, приводит не к денатурации, а к разрушению (деструкции) макромолекул белка с отщеплением функциональных групп, расщеплением пептидных связей и образованием сероводорода, аммиака, углекислого газа и ряда более сложных соединений небелковой природы. Некоторые из них обладают мутогенными свойствами.

Наряду с денатурацией белков возможна их агрегация. Способность белков к формированию высоко агрегированных и надмолекулярных образований зависит от рН, ионной силы и состава среды.

С повышением рН от 4, 0 до 9, 1 агрегация белков злаковых культур (пшеницы, ржи, ячменя) повышается. Также агрегирующая способность белков повышается при увеличении концентрации нейтральных солей.

Дегидратация белков. Потеря белками связанной воды происходит под влиянием внешних воздействий: сушка продуктов питания, замораживание, хранение в замороженном состоянии и размораживание пищевых продуктов.

Коллоидное состояние белка. Белки обладают различной растворимостью. Одни белки растворяются в дистиллированной воде, другие – в слабых солевых растворах, третьи – в спирте. Некоторые белки нерастворимы.

Часто растворение белков в воде начинается с набухания. При этом белки поглощают воду и увеличиваются в массе в 1, 5 2 раза.

Способность белка набухать зависит от многих факторов: рН раствора, введения солей, температуры и др. Минимальное набухание происходит в изоэлектрической точке и усиливается при сдвиге рН в кислую или щелочную сторону от изоэлектрической точки.

Растворение не всегда сопровождается набуханием, оно характерно для фибриллярных белков (глобулярные белки молока набухают незначительно). При растворении белков образуются коллоидные растворы золи (с диаметром частиц 0, 001-0, 1 мкм).

Изменения липидов в технологическом потоке

При получении продуктов питания в ходе технологического потока липиды исходного сырья претерпевают разнообразные превращения. Значительные изменения происходят и в липидном комплексе хранящихся продуктов.

Главные направления этих превращений – гидролиз липидов, окислительное и биохимическое прогоркание в пищевом сырье, полуфабрикатах и готовых продуктах.

Гидролиз триацилглицеринов

Под влиянием щелочей, кислот, фермента липазы, а также при действии высоких температуры (220-225º C) и давления (2, 0-2, 5МПа) триацилглицерины гидролизуются с образованием ди-, затем моноацилглицеринов и, в конечном счете, жирных кислот и глицерина.

При повышении влажности хранящихся продуктов, температуры и активности липазы гидролиз липидов интенсифицируется. Гидролиз ацилглицеринов под действием липазы протекает ступенчато. При этом гидролиз в первую очередь протекает по сложноэфирным связям 1, 3.

Гидролиз триацилглицеринов широко применяется в технике для получения жирных кислот, глицерина, моно- и диацилглицеринов, а также в процессе получения («варки») мыла.

Переэтерификация

Большое практическое значение имеет группа реакций, протекающих при температуре 80–90°С в присутствии катализаторов, при которых идет обмен ацильных групп (ацильная миграция), приводящий к образованию молекул новых ацилглицеринов. При этом ацильная миграция происходит как внутри молекулы ацилглицерина (внутримолекулярная переэтерификация), так и между различными молекулами ацилглицеринов (межмолекулярная переэтерификация).

Переэтерификация высокоплавких животных и растительных жиров с жидкими растительными маслами позволяет получить пищевые пластичные жиры с высоким содержанием линолевой кислоты при отсутствии трансизомеров жирных кислот. Переэтерифицированные жиры специального назначения применяются в хлебопечении, при производстве аналогов молочного жира, кондитерского жира, комбинированных жиров и т. д.

Присоединение водорода (гидрирование ацилглицеринов)

Гидрирование масел и жиров молекулярным водородом в промышленности проводят при температурах 180–240°С в присутствии катализаторов.

Задача гидрогенизации масел и жиров – целенаправленное изменение жирнокислотного состава исходного жира в результате частичного или полного присоединения водорода к остаткам ненасыщенных жирных кислот в липидах растительного происхождения.

Окисление ацилглицеринов

При свободном доступе воздуха происходит окисление жиров, которое ускоряется с повышением температуры. При хранении (температура от 2 до 25°С) в жирах происходит автоокисление (самоокисление), при обжаривании (температура от 140 до 200°С) – термическое окисление.

Первыми продуктами окисления являются разнообразные по строению гидропероксиды (первичные продукты окисления). Преимущественно окисляется группа -СН₂-, соседняя с двойной связью (α -положение), а с наибольшей скоростью – расположенная между двумя двойными связями. Образовавшиеся гидропероксиды неустойчивы; в результате их сложных превращений образуются вторичные продукты окисления: окси- и эпоксисоединения, спирты, альдегиды, кетоны, кислоты и их производные.

Для подавления процесса автоокисления используют антиоксиданты, которые могут связывать активные радикалы. При введении антиоксидантов в количестве 0, 01% стойкость жиров к окислению увеличивается в 10–15 раз.

Если жир нагрет до температуры от 140 до 200⁰ С в воздушной среде, то присоединение кислорода к углеводородным радикалам жирных кислот происходит интенсивно и более беспорядочно, минуя некоторые стадии, имеющие место при автоокислении. При этом не только снижается пищевая ценность липидов, но и возникает реальная угроза здоровью при употреблении липидов с продуктами окисления.

⇐ Предыдущая 2 3 4 5 678 9 10 11 Следующая ⇒