Автор работы: Ирина Шаповалова, 06 Декабря 2010 в 03:21, реферат
ДЕНАТУРАЦІЯ (лат. denaturare — позбавляти природних властивостей) — процес, який супроводжується глибокими змінами в молекулах біополімерів, частіше білків. Він пов’язаний з порушенням четвертинної, третинної і вторинної структур, що спричиняє у свою чергу зміни фізико-хімічних і біологічних властивостей білка. Д. відбувається під впливом хімічних (мінеральні та органічні кислоти, луги, органічні розчинники, важкі метали, алкалоїди, детергенти, деякі аміди, напр. сечовина та ін.) і фізичних (температура, ультразвук, іонізуюча радіація та ін.) факторів. При Д. білка має місце розрив хімічних зв’язків (водневих, дисульфідних, електростатичних, ван-дер-ваальсових та ін.), які стабілізують вищі рівні організації білкової молекули, що призводить до зміни просторової структури білка. В більшості випадків первинна структура не порушується, тому після розкручування поліпептидного ланцюга (стадія нитки) він може знову стихійно скручуватися, утворюючи «випадковий клубок», тобто переходить до хаотичного стану, відмінного від нативної конформації. Типовими ознаками Д. є зниження гідрофільності і розчинності білків, збільшення оптичної активності, зміна ізоелектричної точки, зменшення стійкості білкових розчинів і молекулярної маси та зміна форми білкових молекул, збільшення в’язкості і посилення здатності до розщеплення ферментами, перехід молекули в хаотичний стан, при якому спостерігається агрегація білкових частинок і випадання їх в осад.
Ступінь гідратації значною мірою впливає на денатураційні зміни білка. Вода до певної міри підвищує рухомість білкових ланцюгів і реакційну активність гідрофільних та гідрофобних груп. Тому більше гідратовані білки денатурують швидше, ніж сухі. Білки з видаленою вологою, тобто висушені характеризуються широким інтервалом термостабільності, у тому числі відносно до температур, близьких до100°С.
Оскільки значна кількість білковмісних продуктів зберігається в за роженому вигляді, принципово цікаво знати вплив низьких температур на денатурацію.
Заморожування в реальних білкових системах, якими є більшість харчових продуктів, проходить нерівномірно. Попервах замерзають рідини з м шою концентрацією розчинних сухих речовин, що зсуває колоїдну рівновагу. Двофазні білкові системи, тобто білкові гелі другого роду, до яких належать усі рибо- та м'ясопродукти, замерзають таким чином, що міжтканинні рідині замерзають першими. Виморожування розчинника приводить до підвищення концентрації сухих речовин, наслідком чого є висолювання білків, тобто їх часткова денатурація. Заморожування, по суті справи, виконує роль водовіднімного агента. За рахунок цього заморожені гідратовані білки за властивостя відрізняються від нативних. Речовини, які понижують температуру замерзання, отримали назву кріопротекторів, до яких слід віднести сахарозу, сіль, гліцерин. Глибина денатурації заморожених білкових продуктів підвищується зі збільшенням термінів зберігання.
У денатурації білків значну роль відіграють інші компоненти біологічі системи, у тому числі ліпіди, вуглеводи. Завдяки складній будові та досить високій реакційній здатності функціональних груп білків, вони легко з ними комплексують з утворенням сполук, які значно видозмінюють властива білків. Як правило, наслідком цього є значне зниження функціональних можливостей білків.
Взаємодія з ліпідами іде кількома шляхами.
По-перше, ця взаємодія може бути за рахунок адсорбції білкових молекул на бімолекулярному шарі ліпідів. Вона (взаємодія) може супроводжуватися зміною структури білкових молекул, тобто їх денатурацією.
Другий вид взаємодії між білками та ліпідами йде за рахунок включення білка до складу поверхні бімолекулярного шару, що викликає часткову зміну на рівні четвертинної та третинної структур білка. Наслідком цього є зміна функціональних можливостей білка. Третій вид взаємодії білків та ліпідів полягає в тому, що за рахунок білка на поверхні мембрани білок повністю змінює четвертинну, третинну,та вторинну структури. При цьому поліпептидні ланцюги знаходяться серед полярних груп ліпідів постійно змінюючи свою форму. Білки зорієнтовані гідрофільними та гідрофобними ділянками до води та жиру. Білки втрачають свою функціональну та технологічну роль, у тому числі й ферментну.
Ліпіди які мають полярні групи, здатні зв'язуватися з білком електростатичними силами. Так, фосфоліпіди взаємодіють із білком своїми фосфатидними групами і четвертинними атомами азоту (фосфатидилхоліни,та фосфатидилхоліди), вільні жирні кислоти - своїми карбоксильними групами. Ці ліпіди виявляють спорідненість до амінокислот, які мають групи: ОН; =NH; -NН2; = S.
Також можлива взаємодія за рахунок полімеризації.
Взаємодія поміж білком та ліпідом можлива під впливом різних технологічних факторів, наприклад тепла, вологи.зв'язку жирних кислот з білком підвищується зі зростанням їх не насиченості. Подвійні зв'язки жирних кислот підвищують здатність до окислення сульфгідрильних та пептидних зв'язків з виникненням дисульфідних(- S-S-) та азотних (-CO-N-N-CO-) містків. Особливий характер має взаємодія білків з окисленими ліпідами. При окисленні ліпідів у присутності білків виникає комплекс, який стабілізується за рахунок води.
Білкові речовини харчових продуктів, як колоїди, можуть «старіти» під впливом часу, змінюючи при цьому властивості продукту в цілому. Тому довгострокове зберігання харчових продуктів у підприємствах громадського харчування , та харчопереробного комплексу в результаті денатурації білків, як правило призводить до погіршення технологічних властивостей сировини.
Денатурація сприяє
Широко відома в технології реакція цукроамінної конденсації, яка лежить в основі терміної денатурації та деструкції білків. Результатом реакції є значна зміна функціональних та технологічних властивостей білків, а також органолептичних показників харчової системи - кольору, смаку, консистенції.
Як уже відмічалося вище, денатурація відіграє ключову роль у техноЯ продукції громадського харчування. Дуже важливо для інженера-технолога свідомо оперувати такими поняттями, як фактори денатурації, стабільність білкової системи, ступінь денатурації, які, з одного боку, зумовлюють параметри технологічного процесу, а з іншого - характеризують стан білкової системи, її функціональні можливості та технологічні показники. До денатуції слід ставитися не лише як до наслідку технологічного процесу, а як також до показника, що зумовлює цей процес. Через те, що білкові речовини в техлогічних процесах слід розглядати не як пасивні речовини, а як активні функціональні компоненти, дуже важливою є інформація про нативність білкових речовин і ступінь їх денатурації. Дійсно, окрім біологічної цінності технологічна цінність білків насамперед оцінюється їх функціональними показниками, такими як спорідненість із водою та ступінь гідратації, здатні розчинятися, бути стабільними у розчині та зумовлювати певні структурно- механічні властивості, виконувати роль поверхнево-активної речовини ,бути емульгатором, стабілізатором, піноутворювачем, знижувати поверхневий натяг води; бути термолабільним або, за інших завдань, термостабільним структуроутворювачем та ін. Усі ці показники зумовлені властивостями нативних неденатурованих білків. Тому таке поняття, як ступінь денатурації, ще оцінюється за реальними технологічними показниками, наприклад за величиною емульгувальної або піноутворювальної здібностей, відносно до нативного білка відіграє дуже велику роль у організації технологічного процесу у виборі концентрацій речовин, гідромодуля, температурних параметрів та інш. Усе це, водночас, має бути зв'язане з такими нормативними показниками які характеризують показники стабільності білкових систем, наприклад розчинність ( сухе молоко, яєчний порошок), гідратація ( висушені м'ясо, риба, пасероване в різних режимах борошно, тісто, утворене під час контрольованого заварювання), показники взаємозамінності продуктів ( яєчний порошок - на яйця свіжі, молоко сухе - на молоко свіже та ін).
Потрібно
одночасно оцінювати і
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ХАРКІВСЬКИЙ
ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
РЕФЕРАТ
НА ТЕМУ
: «ДЕНАТУРАЦІЯ
БІЛКІВ»
Харків 2010