Белки это что такое
Содержание:
- Типы строения
- Основные свойства белков
- Биосинтез
- Азотистое равновесие
- Аминокислотный состав белков молока
- Сложные
- Роль печени в синтезе белков
- Проблема белкового оптимума
- Функции белков
- Денатурация
- Факторы, влияющие на состав молока
- Аминокислоты в составе молока
- Состав молока
- Классификация белков в составе молока
- Вещества животного происхождения
- Обмен веществ
- Простые
- Амфотерность
- Растворимость
Типы строения
Рассказывая про свойства белков, следует также отметить, что эти вещества делятся на три группы в соответствии с типом строения. А именно:
Фибриллярные белки. Они имеют нитевидную вытянутую структуру и большую молекулярную массу. Большинство из них не растворяется в воде. Структура этих белков стабилизируется взаимодействиями между полипептидными цепями (они состоят как минимум из двух остатков аминокислот). Именно фибриллярные вещества образуют полимер, фибриллы, микротрубочки и микрофиламенты.
Глобулярные белки. Вид структуры обуславливает их растворимость в воде. А общая форма молекулы отличается сферичностью.
Мембранные белки. Строение этих веществ имеет интересную особенность. У них есть домены, которые пересекают клеточную мембрану, но их части выступают в цитоплазму и межклеточное окружение. Эти белки играют роль рецепторов – передают сигналы и отвечают за трансмембранную транспортировку питательных веществ
Важно оговориться, что они весьма специфичны. Каждый белок пропускает лишь определенную молекулу или сигнал.
Основные свойства белков
Структура и свойства белков могут изменяться под влиянием разных физико-химических факторов: действие концентрированных кислот и щелочей, тяжелых металлов, изменение температуры и т. п. Одни из белков легко изменяют структуру под незначительным действием разнообразных факторов, другие – стойкие к подобным влияниям. Основные свойства белка это – денатурация, ренатурация, деструкция.
Денатурация
Денатурация – это процесс нарушения естественной структуры белка с сохранением пептидных связей (первичной структуры). Может быть необратимым процессом. Но при условии прекращения действия отрицательных факторов на первых стадиях белок может восстанавливать свое нормальное состояние, то есть происходит обратная денатурация – ренатурация.
Ренатурация
Ренатурация – это способность белка восстанавливать нормальную структуру после устранения действия отрицательных факторов. Выполнение некоторых функций – двигательной, сигнальной, каталитической и т. п. – у живых организмов связано с частичной обратной денатурацией белков.
Биосинтез
Рассматривая физико-химические свойства белков, нужно заострить внимание и на такой теме, как биосинтез. Эти вещества формируются на основе той информации, которая закодирована в генах
Любой белок – это уникальная последовательность остатков аминокислот, определяемая геном, кодирующим его.
Как это происходит? Ген, кодирующий белок, переносит информацию с ДНК на РНК. Это называется транскрипцией. В большинстве случаев синтез затем происходит на рибосомах – это важнейший органоид живой клетки. Данный процесс именуется трансляцией.
Есть еще так называемый нерибосомный синтез. Его тоже стоит упомянуть, раз речь идет о значении белков. Этот вид синтеза наблюдается у некоторых бактерий и низших грибов. Процесс осуществляется посредством высокомолекулярного белкового комплекса (известен как NRS-синтаза), и рибосомы в этом участия не принимают.
И, конечно же, существует еще химический синтез. С его помощью можно синтезировать короткие белки. Для этого используются методы вроде химического лигирования. Это противоположность пресловутого биосинтеза на рибосомах. Таким же методом удается получить ингибиторы определенных ферментов.
К тому же благодаря химическому синтезу можно вводить в состав белков те остатки аминокислот, которые в обычных веществах не встречаются. Допустим те, у боковых цепей которых есть флюоресцентные метки.
Стоит оговориться, что методы химического синтеза не безупречны. Есть определенные ограничения. Если в белке содержится более 300 остатков, то искусственно синтезированное вещество, скорее всего, получит неправильную структуру. А это отразится на свойствах.
Азотистое равновесие
Белки, состоящие из аминокислот, — это основные соединения, которым свойственны процессы жизни. Поэтому исключительно важен учет обмена белков и продуктов их расщепления.
Содержание азота в белках составляет в среднем 16% их массы. Поэтому, определив количество азота, поступившего в организм с пищей, и количество азота в составе мочи, пота и кала, можно рассчитать белковый, или азотистый, баланс организма.
Азота в составе пота очень мало, поэтому обычно анализ пота на содержание азота не делается. Количество азота, поступившего с пищей, и количество азота, содержащегося в моче и кале, умножается на 6,25 (16%) и из первой величины вычитается вторая. В результате определяется количество азота, поступившего в организм и усвоенного им.
Когда поступившее в организм с пищей количество азота равно количеству азота в моче и кале, т. е. образовавшемуся при дезаминировании, то имеется азотистое равновесие. Азотистое равновесие свойственно, как правило, взрослому здоровому организму.
Когда количество поступившего в организм азота больше количества выделенного азота, то имеется положительный азотистый баланс, т. е. количество белка, вошедшего в состав организма, больше количества белка, подвергшегося распаду. Положительный азотистый баланс характерен для растущего здорового организма.
Когда поступление белка с пищей увеличивается, то увеличивается и количество азота, выделяемого с мочой.
И, наконец, когда количество поступившего в организм азота меньше количества выделенного азота, то имеется отрицательный азотистый баланс, при котором распад белка превышает его синтез и разрушается белок, входящий в состав организма. Это бывает при белковом голодании и тогда, когда не поступают необходимые для организма аминокислоты. Отрицательный азотистый баланс обнаружен и после действия больших доз ионизирующего облучения, вызывающих усиленный распад белков в органах и тканях.
Аминокислотный состав белков молока
В молочных белках есть практически все аминокислоты, свойственные любым другим разновидностям белков.
Таблица 2. Аминокислотный состав белков молока
Аминокислоты |
Сокращенные обозначения |
Содержание в белках молока, % |
||||||||
В казеине |
В β-лакто-глобулине |
В α-лактальбумине |
В иммуноглобулине G |
В альбумине сыворотки крови |
||||||
В целом |
В том числе по фракциям |
|||||||||
α-казеин |
χ-казеин |
β-казеин |
||||||||
Незаменимые: |
||||||||||
Валин |
Вал |
7,2 |
5,6 |
5,1 |
10,2 |
5,8 |
4,7 |
9,6 |
12,3 |
|
Изолейцин |
Иле |
6,1 |
6 |
6,14 |
5,5 |
6,1 |
6,8 |
3,1 |
2,6 |
|
Лейцин |
Лей |
9,2 |
9,4 |
6,08 |
11,6 |
15,6 |
11,5 |
9,1 |
12,3 |
|
Лизин |
Лиз |
8,2 |
8,7 |
5,76 |
6,5 |
11,4 |
11,5 |
9,1 |
12,3 |
|
Метионин |
Мет |
2,8 |
3 |
1 |
3,4 |
3,2 |
1 |
1,1 |
0,8 |
|
Треонин |
Тре |
4,9 |
2,5 |
6,64 |
5,1 |
5,8 |
5,5 |
10,1 |
5,8 |
|
Триптофан |
Три |
1,7 |
2 |
1,05 |
0,83 |
1,9 |
7 |
2,7 |
0,7 |
|
Фемилаланин |
Фен |
5 |
5,6 |
4,07 |
5,8 |
3,5 |
4,5 |
3,8 |
6,6 |
|
Заменимые: |
||||||||||
Аланин |
Ала |
3 |
3,4 |
5,41 |
1,7 |
7,4 |
2,1 |
— |
98 |
|
Аргинин |
Арг |
4,1 |
4,4 |
4 |
3,4 |
2,9 |
1,2 |
3,5 |
122 |
|
Аспарагиновая кислота |
Асп |
7,1 |
8,45 |
7,3 |
4,9 |
11,4 |
18,7 |
9,4 |
218 |
|
Гистидин |
Гис |
3,1 |
3,3 |
1,67 |
3,1 |
1,6 |
2,9 |
2,1 |
90 |
|
Глицин |
Гли |
2,7 |
3 |
1,31 |
2,40 |
1,4 |
3,2 |
— |
47 |
|
Глутаминовая кислота |
Глу |
22,4 |
23,6 |
17,35 |
23,2 |
19,5 |
12,9 |
12,3 |
717 |
|
Пролин |
Про |
22,3 |
8,2 |
8,78 |
16 |
4,1 |
1,5 |
— |
302 |
|
Серин |
Сер |
6,3 |
7,4 |
7,4 |
3,2 |
3,8 |
5,4 |
— |
186 |
|
Тирозин |
Тир |
6,3 |
7,4 |
7,4 |
3,2 |
3,8 |
5,4 |
— |
184 |
|
Цистеин + цистин |
Цис |
0,34 |
– |
1,4 |
— |
3,4 |
6,4 |
3 |
6 |
|
Нужно понимать, что в состав белков молока входят и циклические, и ациклические аминокислоты, то есть нейтральные, кислые и основные, при этом среди последних большая доля приходится именно на кислые. Физико-химические свойства белков зависят от количества отдельных групп аминокислот. А этот показатель во многом связан с породой, индивидуальными особенностями животных, стадией лактации, временем года и другими особенностями.
Если сравнивать молочные белки с глобулярными белками других пищевых продуктов, то первые включают в себя больше лейцина, изолейцина, лизина, глутаминовой кислоты, также серина и пролина, при этом в них меньше цистеина. В то время как сывороточные белки отличаются большой долей серосодержащих аминокислот.
С точки зрения количества и соотношения незаменимых аминокислот, белки молока считаются биологически полноценными. Особенно ярко это прослеживается у сывороточных белков.
Сложные
Что касательно сложных белков? Они содержат простетические группы или те, в которых нет аминокислот. К ним относятся:
- Гликопротеины. В их состав входят углеводные остатки с ковалентной связью. Эти сложные белки – важнейший структурный компонент клеточных мембран. К ним относятся также многие гормоны. А еще гликопротеины эритроцитовых мембран определяют группу крови.
- Липопротеины. Состоят из липидов (жироподобных веществ) и играют роль «транспорта» данных веществ в крови.
- Металлопротеиды. Эти белки в организме имеют огромное значение, так как без них не протекает обмен железа. В состав их молекул входят ионы металлов. А типичными представителями данного класса являются трансферрин, гемосидерин и ферритин.
- Нуклеопротеиды. Состоят из РКН и ДНК, не имеющих ковалентной связи. Яркий представитель – хроматин. Именно в его составе реализуется генетическая информация, репарируется и реплицируется ДНК.
- Фосфопротеины. Их составляют остатки фосфорной кислоты, связанные ковалентно. В качестве примера можно привести казеин, который изначально содержится в молоке, как соль кальция (в связанном виде).
- Хромопротеиды. У них простое строение: белок и окрашенный компонент, относящийся к простетической группе. Они принимают участие в клеточном дыхании, фотосинтезе, окислительно-восстановительных реакциях и т. д. Также без хромопротеидов не происходит аккумулирование энергии.
Роль печени в синтезе белков
В печени синтезируются белки, содержащиеся в плазме крови: альбумины, глобулины (за исключением гамма-глобулинов), фибриноген, нуклеиновые кислоты и многочисленные ферменты, из которых некоторые синтезируются только в печени, например ферменты, участвующие в образовании мочевины.
Белки, синтезированные в организме, входят в состав органов, тканей и клеток, ферментов и гормонов (пластическое значение белков), но не запасаются организмом в виде разных белковых соединений. Поэтому та часть белков, которая не имеет пластического значения, при участии ферментов дезаминируется – распадается с освобождением энергии на разные азотистые продукты. Период полураспада белков печени равен 10 дням.
Проблема белкового оптимума
Минимальное количество белков пищи, необходимое для восполнения разрушающихся белков организма, или величина распада белков организма при исключительно углеводном питании, обозначается как коэффициент изнашивания. У взрослого человека наименьшая величина этого коэффициента около 30 г белков в сутки. Однако этого количества недостаточно.
Жиры и углеводы оказывают влияние на расход белков сверх минимума, необходимого для пластических целей, так как они освобождают то количество энергии, которое требовалось для расщепления белков сверх минимума. Углеводы при нормальном питании уменьшают расщепление белков в 3-3,5 раза больше, чем при полном голодании.
Для взрослого человека при смешанной пище, содержащей достаточное количество углеводов и жиров, и массе тела 70 кг норма белка в сутки равна 105 г.
Количество белка, полностью обеспечивающее рост и жизнедеятельность организма, обозначается как белковый оптимум и равно у человека при легкой работе 100-125 г белка в сутки, при тяжелой работе — до 165 г, а при очень тяжелой — 220-230 г.
Количество белка в сутки должно быть по массе не меньше 17% от общего количества пищи, а по энергии — 14%.
Функции белков
Белки выполняют следующие основные функции:
- Структурная (строительная). Входят в состав мембран, микротрубочек и микронитей, которые выполняют роль цитоскелета. В связях содержится белок эластин, в волосах, ногтях и перьях – белок кератин, в хрящах и сухожилиях – белок коллаген, в костях – белок осеин.
- Защитная. Лимфоцитами вырабатываются специализированные белки – антитела, которые способны распознавать и обезвреживать бактерии, вирусы, инородные для организма белки. В процессах свертывания крови принимают участие белки фибрин, тромбопластин и тромбин. Они предупреждают значительные потери крови. В ответ на атаку болезнетворных микроорганизмов растения также синтезируют ряд защитных белков.
- Сигнальная. Обеспечивает избирательное поглощение клеткой определенных веществ и способствует защите ее. При этом отдельные сложные белки клеточных мембран способны распознавать определенные химические соединения и реагировать на них. Они связываются с ними или изменяют свою структуру и передают сигналы об этих веществах на другие участки мембраны или вглубь клетки.
- Двигательная (сократительная). Обеспечивают способность клетки двигаться, изменять форму. Например, сокращающиеся белки актин и миозин функционируют в скелетных мышцах и во многих других клетках. В состав микротрубочек ресничек и жгутиков эукариотических клеток входит белок тубулин.
- Регуляторная. Являются гормонами белковой природы у животных, регулирующими рост, половое созревание, половые циклы, изменение покровов и т. п. Некоторые белки регулируют активность обмена веществ.
- Транспортная. Белки транспортируют неорганические ионы, газы (кислород, углекислый газ), специфические органические вещества. Транспортные белки содержатся в мембранах клеток, в эритроцитах и т. п. В крови есть белки-транспортеры, которые узнают и связывают определенные гормоны и несут их к определенным клеткам. Например, гемоцианин (белок синего цвета) у беспозвоночных, гемоглобин у позвоночных переносят кислород.
- Запасающая. Могут запасаться в эндосперме семени многих иидов растений (в злаковых от 15-25 %, бобовых – до 45 %), в яйцах птиц, пресмыкающих и т. п.
- Питательная. Зародыш семени некоторых растений потребляет на первых этапах развития белки, которые отложены в запас.
- Энергетическая. При расщеплении белков высвобождается энергия. Аминокислоты, которые образовались при расщеплении белков, или используются для биосинтеза белков, нужных организму, или раскладываются с высвобождением энергии. При полном расщеплении 1 г белков в среднем высвобождается 17,2 кДж энергии. Однако белки как источник энергии используются очень редко, преимущественно тогда, когда истощаются запасы углеводов и жиров.
- Ферментативная (каталитическая). Эту функцию выполняют белки – ферменты, которые ускоряют биохимические реакции в организме.
- Функция антифриза. В плазме крови некоторых живых организмов содержатся белки, которые предупреждают ее замерзание в условиях низких температур.
Некоторые организмы, живущие в горячих условиях, имеют белки, которые не денатурируют даже при температуре +50…90 °С.
Некоторые белки образуют сложные комплексы с пигментами, нуклеиновыми кислотами.
Денатурация
Так называется процесс видоизменения белковой молекулы под воздействием определенных дестабилизирующих факторов. При этом аминокислотная последовательность остается той же. Но белки теряют их естественные свойства (гидрофильность, растворимость и другие).
Стоит отметить, что любое весомое изменение внешних условий способно привести к нарушениям структур белка. Чаще всего денатурацию провоцирует повышение температуры, а также оказываемое на белок воздействие щелочи, сильной кислоты, радиации, соли тяжелых металлов и даже определенных растворителей.
Интересно, что нередко денатурация приводит к тому, что частицы белка агрегатируются в более крупные. Ярким примером является, например, яичница. Всем ведь знакомо, как в процессе жарки белок образуется из прозрачной жидкости.
Еще следует рассказать о таком явлении, как ренатурация. Этот процесс обратен денатурации. Во время него белки возвращаются к природной структуре. И это действительно возможно. Группа химиков из США и Австралии нашла способ, с помощью которого можно ренатурировать сваренное вкрутую яйцо. Уйдет на это всего несколько минут. А потребуется для этого мочевина (диамид угольной кислоты) и центрифугирование.
Факторы, влияющие на состав молока
Говоря о том, какие пищевые вещества входят в состав молока, нужно понимать, что его качество и состав во многом зависят от лактационного периода, породы коровы, условий кормления и содержания, состояния здоровья животного. В первые дни после отела молоко совсем не похоже на привычный нам продукт, его называют молозиво. Оно достаточно вязкое, имеет ярко выраженный кремовый цвет, солоноватый привкус, отличается высокой кислотностью, а при нагревании его белки сворачиваются.
Таблица 3. Состав молока коров различных пород, содержащихся в одинаковых условиях.
Порода |
Среднесуточный удой |
Содержание в молоке |
||||
Жира |
Белка |
Лактозы |
Сухих веществ |
|||
Черно-пестрая |
24,1 |
3,39 |
3,33 |
4,98 |
12,4 |
|
Костромская |
18,1 |
3,7 |
3,51 |
5,06 |
12,97 |
|
Симментальская |
20,2 |
3,79 |
3,42 |
4,94 |
12,85 |
|
Швицкая |
21,2 |
3,53 |
3,42 |
5,1 |
12,85 |
|
Холмогорская |
17 |
3,66 |
3,44 |
5 |
12,82 |
|
Лебединская |
21,7 |
3,6 |
3,24 |
4,9 |
12,44 |
|
Ярославская |
13,9 |
3,77 |
3,55 |
5 |
13,02 |
|
Красная степная |
20,6 |
3,48 |
3,33 |
4,82 |
12,33 |
|
Красная горбатовская |
15,9 |
3,96 |
3,51 |
4,92 |
13,12 |
Таблица 4. Химический состав молока, %.
Дни после отела |
Жир |
Общий белок |
В том числе |
Лактоза |
Зола |
Кислотность, 0 Т |
|
Казеин |
Альбумин + глобулин |
||||||
1 |
5,4 |
15,08 |
2,68 |
12,4 |
3,31 |
1,2 |
49,5 |
2 |
5 |
11,89 |
2,65 |
8,14 |
3,77 |
0,93 |
40,9 |
3 |
4,1 |
5,25 |
2,22 |
3,02 |
3,77 |
0,82 |
29,8 |
4 |
3,4 |
4,68 |
2,28 |
1,8 |
4,46 |
0,85 |
28,7 |
5 |
4,6 |
3,45 |
2,47 |
0,97 |
3,88 |
0,81 |
26,7 |
6 |
3,4 |
3,23 |
2,48 |
0,75 |
3,97 |
0,8 |
25,6 |
7 |
4,1 |
3,56 |
2,94 |
0,62 |
4,49 |
0,77 |
25,5 |
8 |
3,3 |
3,25 |
2,68 |
0,58 |
4,89 |
0,8 |
24,7 |
9 |
3,3 |
3,41 |
2,78 |
0,63 |
4,89 |
0,79 |
23,7 |
10 |
3,4 |
3,3 |
2,61 |
0,69 |
4,74 |
0,79 |
22,5 |
11 |
3,4 |
3,34 |
2,27 |
0,62 |
4,74 |
0,75 |
21,8 |
Нужно понимать, что животные одной породы могут давать молоко разного состава, что связано с индивидуальными особенностями
Этот фактор обязательно принимают во внимание в процессе племенной работы
Свойства и то, какие вещества входят в состав молока, зависят от качества и соотношения кормов, включенных в рацион скота. Улучшить состав продукта и удои позволяет кормление коров по порционам, которые формируются в соответствии с потребностью животных в питательных веществах, протеине, минералах, витаминах. Если у корма есть резкий запах, например, свойственный силосованным кормам, его можно давать скоту только после доения.
На составе молока негативно отражаются болезни животного. В случае субклинической формы мастита в каждой больной доле вымени теряется около 10–15 % молока за лактацию, при клиническом мастите эта цифра доходит до 50–80 %.
Аминокислоты в составе молока
В молоке содержатся необходимые человеческому организму аминокислоты. Одна из них – серин, который необходим для строительства белков головного мозга, миелиновых оболочек, призванных защищать нервную систему от внешнего негативного влияния.
Другая аминокислота, содержащаяся в молоке, считается основой нормального протекания жизненных процессов на Земле. Это гистидин, и он представляет собой протеиногенное вещество, участвующее в образовании белка, от которого зависят метаболические реакции организма.
Тирозин – еще одно заменимое вещество, входящее в состав белков молока.
Аминовалериановая кислота аргинин относится к незаменимым кислотам и помогает работе сердца и сосудов.
Полин является шетероциклической заменимой аминокислотой и необходим для регенерации тканей.
Тогда как серосодержащая аминокислота цистеин облегчает работу ЖКТ, нейтрализует действие токсинов в организме.
Кроме того, в молоке есть аминокислоты триптофан, лизин, метионин.
Среди всех доступных людям продуктов только молоко может похвастаться наличием молочного жира, лактозы, казеина, альбумина, глобулина, так как все перечисленные вещества синтезируются в молочных железах.
Немаловажно, что в интересующем нас напитке есть ферменты дегидрогеназы, каталаза, плазмин, ксантиноксидаза, липаза, амилаза, пероксидаза, фосфатаза, лизоцим, пр. В нем содержится немало гормонов: пролактин, окситоцин, соматотропин, кортикостероиды, андрогены, эстрогены, прогестерон, пр
И, как уже говорилось выше, к сожалению, в данном продукте можно встретить посторонние химические вещества: антибиотики, токсины, в том числе бактериального характера, пестициды, радионуклиды (90Sr, 137Cs, 131J), диоксины, детергенты, пр., а также газы СО2, О2, Н2.
Состав молока
Все вещества, входящие в состав коровьего молока, делятся на истинные и неистинные. Первые образуются в результате естественных процессов при секреции молока, тогда как вторые привносятся из кормов, других источников и на производстве. Это могут быть антибиотики, пестициды, тяжелые металлы, радиоактивные вещества, пр. Для вторых установлены нормы по допустимому содержанию, так как они опасны для человеческого здоровья.
С технологической точки зрения, интересующий нас продукт делится на воду и сухое вещество. Последнее включает в себя молочный жир и сухой обезжиренный остаток.
Соотношение макроэлементов.
Молоко богато калием и кальцием: на 100 г продукта приходится по 146 мг и 120 мг этих микроэлементов соответственно
Немаловажно, что кальций, содержащийся в данном напитке, усваивается человеком более чем на 90 %, а это очень высокий показатель
Также в этом продукте содержится немало хлора: в 100 г его доля находится на уровне 110 мг, фосфора – 90 мг на ту же массу. Также в 100 г молока есть 50 мг натрия, 29 мг серы, 14 мг магния.
Соотношение микроэлементов.
Если говорить о том, что входит в состав молока, какие микроэлементы, то больше всего в этом продукте цинка – 0,4 мг и железа – 0,1 мг. Также отмечают содержание марганца – 0,006 мг.
Другие микроэлементы исчисляются микрограммами: алюминия – 50 мкг, фтора – 20 мкг, стронция – 17 мкг, олова – 13 мкг, меди – 12 мкг. Еще ниже содержание йода – 9 мкг, молибдена – 5 мкг, селена и хрома – по 2 мкг. Также анализ показывает небольшую долю кобальта – в пределах 1 мкг.
Директор и основатель ООО «Литон»
Пакет документов для скачивания от
основателя
С января 2021 года запускается система маркировки молочных товаров, и с 1 мая 2021 года она становится обязательной. Как производителям, так и тем, кто занимается реализацией данного вида продукции, придется внести в свою работу некоторые поправки.
Именно поэтому мы сделали подборку самых полезных документов о маркировке молочной продукции Вам в помощь. Это бесплатно. Скачивайте и пользуйтесь уже сегодня!
-
Требования по дизайну маркировки молочной продукции
Схема взаимодействия с типографией, рекомендации по дизайн-макету, пример упаковки -
11 важных вопросов «О маркировке»
Параметры кода маркировки, как он может изменяться, нанесение КМ на упаковку -
Маркировка молочной продукции по шагам
Структура кода маркировки, кода идентификации групповой упаковки молочной продукции -
Постановление Правительства РФ от 15 декабря 2020 г. № 2099
Об утверждении Правил маркировки средствами идентификации и особенностях внедрения
Скачать материалы
В 1 мл молока содержится 100–10 000 бактерий. В процессе доения и первичной обработки в напиток попадает с поверхности вымени, доильной аппаратуры и другого оборудования от 100 тысяч до 300 тысяч микроорганизмов на каждый миллилитр. В 1 л свежего молока содержится 50–80 см3 газов, из них 60–70 % составляет углекислый газ, 25–30 % – азот и оставшиеся 5–10 % занимает кислород. В процессе хранения их становится меньше, а кипячение позволяет вовсе избавиться от газов в продукте.
Классификация белков в составе молока
Если вас интересуют пищевые вещества, которые входят в состав молока, то наибольшую ценность среди них представляют белки, относящиеся к высокомолекулярным соединениям. Строительным материалом белков являются аминокислоты, скрепленные между собой пептидными связями.
В молоке содержится 2,8–3,6 % белков. Последние имеют различное строение, физико-химические свойства, биологические функции. Изначально они были призваны обеспечить нормальное развитие и рост теленка, сегодня же стали играть немаловажную роль в питании человека.
Молочные белки входят в группу казеинов или сывороточных белков. Первые составляют 75–85 % от общего содержания белков. Тогда как остальные 15–22 % – это сывороточные белки, то есть глобулины и альбумины. Оба типа не относятся к гомогенным, наоборот, в их состав входит целая смесь различных белков.
Таблица 1. Классификация и основные показатели белков молока.
Белок |
Содержание в обезжиренном молоке, г/100 мл |
Молекулярная масса |
Изоэлектрическая точка, рН |
Казеины: |
|||
αs1-казеин |
1,2–1,5 |
~23 000 |
4,44–4,76 |
αs2-казеин |
0,3–0,4 |
~25 000 |
— |
χ-казеин |
0,2–0,4 |
~19 000 |
5,45–5,77 |
β-казеин |
0,9–1,1 |
~24 000 |
4,83–5,07 |
Сывороточные белки: |
|||
β-лактоглобулин |
0,2–0,4 |
~18 000 |
5,1 |
α-лактальбумин |
0,06–0,17 |
~14 000 |
4,2–4,5 |
Альбумин сыворотки крови |
0,04 |
~66 000 |
4,7–4,9 |
Иммуноглобулины |
0.04–0,09 |
150 000–1 000 000 |
5,5–8,3 |
Лактоферрин |
2–35 или 10–30 |
76 500 |
– |
В основе данной классификации веществ, входящих в состав молока, лежит схема, созданная Комитетом по номенклатуре и методологии молочных белков Американской научной ассоциации молочной промышленности.
Говоря о белках, нужно упомянуть ферменты, ряд гормонов, например, пролактин, и белки оболочек жировых шариков.
На сегодняшний день ученым известны биологические функции практически всех белков, которыми богат интересующий нас продукт. Так, казеины являются непосредственно пищевыми белками, ведь без дополнительной обработки отлично расщепляются пищеварительными протеиназами. Тогда как обычным глобулярным белкам для этого необходимо пройти процесс денатурации.
Казеины сворачиваются в желудке новорожденного, образуя сгустки высокой степени дисперсности. Они играют роль важных источников кальция, фосфора и магния, большого перечня физиологически активных пептидов. Так, за счет частичного гидролиза χ-казеина из-за реакции с химозином в желудке освобождаются гликомакропептиды. Они отвечают за регуляцию процесса пищеварения, а именно поддерживают необходимый уровень желудочной секреции. Считается, что физиологическая активность свойственна и растворимым фосфопептидам, появляющимся в результате гидролизе β-казеина.
Также лактоферрин и β-лактоглобулин выполняют транспортную функцию, а именно помогают железу, витаминам и другим важным элементам попасть в кишечник новорожденного. Сывороточный белок α-лактальбумин имеет регуляторное действие и обеспечивают синтез лактозы. В-лактоглобулин считается ингибитором фермента плазмина.
Вещества животного происхождения
Их рассмотрению необходимо уделить особое внимание. Животный белок – это вещество, содержащийся в яйцах, мясе, молочных продуктах, птице, морепродуктах и рыбе
В них имеются все аминокислоты, необходимые организму, в том числе и 9 незаменимых. Вот целый ряд важнейших функций, которые выполняет животный белок:
- Катализ множества химических реакций. Данное вещество запускает их и ускоряет. За это «ответственны» ферментативные белки. Если в организм не будет поступать их достаточное количество, то окисление и восстановление, соединение и разрыв молекулярных связей, а также транспортировка веществ не будут протекать полноценно. Интересно, что лишь малая часть аминокислот вступают в различного рода взаимодействия. И еще меньшее количество (3-4 остатка) непосредственно задействовано в катализе. Все ферменты делят на шесть классов – оксидоредуктазы, трансферазы, гидролазы, лиазы, изомеразы, лигазы. Каждый из них отвечает за ту или иную реакцию.
- Формирование цитоскелета, образующего структуру клеток.
- Иммунная, химическая и физическая защита.
- Транспортировка важных компонентов, необходимых для роста и развития клеток.
- Передача электрических импульсов, важных для работы всего организма, поскольку без них невозможно взаимодействие клеток.
И это далеко не все возможные функции. Но даже так понятна значимость данных веществ. Синтез белка в клетках и в организме невозможен, если человек не будет употреблять в пищу его источники. А ими является мясо индейки, говядина, баранина, крольчатина. Еще много белка содержится в яйцах, сметане, йогурте, твороге, молоке. Также активировать синтез белка в клетках организма можно, добавив в свой рацион ветчину, субпродукты, колбасу, тушенку и телятину.
Обмен веществ
Выше уже было многое рассказано про физико-химические свойства белков. Об их роли в обмене веществ тоже нужно упомянуть.
Есть аминокислоты, являющиеся незаменимыми, поскольку они не синтезируются живыми организмами. Млекопитающие сами получают их из пищи. В процессе ее переваривания белок разрушается. Начинается этот процесс с денатурации, когда его помещают в кислотную среду. Затем – гидролиз, в котором участвуют ферменты.
Определенные аминокислоты, которые в итоге получает организм, участвуют в процессе синтеза белков, свойства которых необходимы для его полноценного существования. А оставшаяся часть перерабатывается в глюкозу – моносахарид, являющийся одним из основных источников энергии. Белок очень важен в условиях диет или голодания. Если он не будет поступать вместе с едой – организм начнет «есть себя» — перерабатывать собственные белки, особенно мускульные.
Простые
О них тоже можно рассказать чуть подробнее. Простые белки состоят лишь из цепей полипептидов. К ним относятся:
- Протамин. Ядерный низкомолекулярный белок. Его присутствие является защитой ДНК от действия нуклеаз – ферментов, атакующих нуклеиновые кислоты.
- Гистоны. Сильноосновные простые белки. Они сосредоточены в ядрах клеток растений и животных. Принимают участие в «упаковке» ДНК-нитей в ядре, а еще в таких процессах, как репарация, репликация и транскрипция.
- Альбумины. О них уже говорилось выше. Самые известные альбумины – сывороточный и яичный.
- Глобулин. Участвует в свертывании крови, а также в других иммунных реакциях.
- Проламины. Это запасные белки злаков. Названия у них всегда разные. У пшеницы они именуются птиалинами. У ячменя – гордеинами. У овса – авснинами. Интересно, что проламины делятся на свои классы белков. Их всего две: S-богатые (с содержанием серы) и S-бедные (без нее).
Амфотерность
Это первая особенность белков. Под амфотерностью подразумевается их способность проявлять как кислотные, так и основные свойства.
Белки в своей структуре имеют несколько видов химических группировок, которые способны ионизировать в растворе Н2О. К таковым относятся:
- Карбоксильные остатки. Глутаминовая и аспарагиновая кислоты, если быть точнее.
- Азотсодержащие группы. ε-аминогруппа лизина, аргининовый остаток CNH(NH2) и имидазольный остаток гетероциклической альфа-аминокислоты под названием гистидин.
У каждого белка имеется такая особенность, как изоэлектрическая точка. Под данным понятием понимают кислотность среды, при которой поверхность или молекула не имеет электрического заряда. При таких условиях сводится к минимуму гидратация и растворимость белка.
Показатель определяется соотношением основных и кислых аминокислотных остатков. В первом случае точка приходится на щелочную область. Во втором – на кислую.
Растворимость
По данному свойству белки подразделяются на небольшую классификацию. Вот какими они бывают:
- Растворимыми. Их называют альбуминами. Они умеренно растворяются в концентрированных соляных растворах и сворачиваются при нагревании. Эта реакция называется денатурацией. Молекулярная масса альбуминов составляет около 65 000. В них нет углеводов. А вещества, которые состоят из альбумина, именуются альбуминоидами. К таковым относится яичный белок, семена растений и сыворотка крови.
- Нерастворимыми. Их называют склеропротеинами. Яркий пример – кератин, фибриллярный белок с механической прочностью, уступающей только хитину. Именно из этого вещества состоят ногти, волосы, рамфотека птичьих клювов и перьев, а также рога носорога. Еще в эту группу белков включены цитокератины. Это структурный материал внутриклеточных филаментов цитоскелета клеток эпителия. Еще к нерастворимым белкам относят фибриллярный белок под названием фиброин.
- Гидрофильными. Они активно взаимодействуют с водой и впитывают ее. К таковым относятся белки межклеточного вещества, ядра и цитоплазмы. В том числе пресловутый фиброин и кератин.
- Гидрофобными. Они отталкивают воду. К ним относятся белки, являющиеся составляющими биологических мембран.