Характеристика набухающих и окисленных крахмалов. Их использование в пищ. Технологиях.

Характеристика модифицированного крахмала, их использование в пищевых производствах.

Модифицированный крахмал - это специально обработанный крахмал, который благодаря своему составу лучше усваивается. Модифицированный крахмал производят из натурального кукурузного или картофельного крахмала, и к генномодифицированным продуктам модифицированный крахмал не относится. Его модифицируют (от немецкого modifizieren - видоизменять, преобразовать) без помощи генетики. Существуют различные физические и химические способы обработки природного крахмала, благодаря которым можно получать его разновидности с заранее заданными свойствами. В результате модификаций крахмал приобретает свойство удерживать влагу в различных средах, что позволяет получить продукт заданной консистенции. Он может использоваться в производстве детского питания, кетчупа, соусов, майонезов, мясных продуктов обеспечивая густоту продукции. Модиицированный крахмал производят из натурального кукурузного или картофельного крахмала!

Характеристика модифицированного крахмала, их использование в пищевых производствах.

Модифицированный крахмал - это специально обработанный крахмал, который благодаря своему составу лучше усваивается. Модифицированный крахмал производят из натурального кукурузного или картофельного крахмала, и к генномодифицированным продуктам модифицированный крахмал не относится. Его модифицируют (от немецкого modifizieren - видоизменять, преобразовать) без помощи генетики. Существуют различные физические и химические способы обработки природного крахмала, благодаря которым можно получать его разновидности с заранее заданными свойствами. В результате модификаций крахмал приобретает свойство удерживать влагу в различных средах, что позволяет получить продукт заданной консистенции. Он может использоваться в производстве детского питания, кетчупа, соусов, майонезов, мясных продуктов обеспечивая густоту продукции. Модиицированный крахмал производят из натурального кукурузного или картофельного крахмала!

Характеристика набухающих и окисленных крахмалов. Их использование в пищ. Технологиях.

Окисленные крахмалы. Состав и свойства крахмалов этой подгруппы определяются выбором окислителей, в качестве которых могут использоваться Н2О2, KMnO4, HCIO3, KJO4 и некоторые другие. Как и кислоты, окисляющие агенты приводят к образованию крахмалов с более короткими молекулярными цепями. В зависимости от условий окислению могут подвергаться как первичные, так и вторичные группы глюкопиранозных структурных единиц.Образование водородных связей в этом случае способствует уменьшению склонности к ретроградации, что приводит к формированию клейстеров с пониженной вязкостью и повышенной прозрачностью. Окисленные крахмалы используют для стабилизации мороженого, при производстве мармеладов, лукума, а также в хлебопечении. Разбавленные растворы высокоокисленных крахмалов сохраняют прозрачность при длительном хранении, что делает их незаменимыми добавками для приготовления прозрачных супов. Набухающие крахмалы. Особенность этой группы модифицированных крахмалов — способность набухать и даже растворяться в холодной воде. В основе получения таких крахмалов лежат физические превращения, не вызывающие существенной деструкции крахмальных молекул. Крахмалы, растворимые в холодной воде (инстант-крах-малы), в общем случае получают нагреванием крахмальной суспензии в условиях, обеспечивающих быструю клейстеризацию и последующее высушивание клейстера, в связи с чем эти крахмалы называют также преклейстерными. Такие условия можно получить в вальцовой сушилке или методом экструзии. Инстант-крахмалы используются, например, в пудингах быстрого приготовления.Крахмалы, набухающие в холодной воде, получают тепловой обработкой нативного кукурузного крахмала в 75—90%-ном этаноле при температуре i 50—175°С в течение 1,5—2,0 ч. Другим способом получения набухающих крахмалов является высушивание крахмальной суспензии в распылительной сушилке. Основой для получения растворимых и набухающих крахмалов могут служить как нативные, так и химически модифицированные. В последнем случае полученные набухающие крахмалы сохраняют свои свойства, достигнутые при химической модификации, например, устойчивость в кислой среде, стабильность в циклах замораживания и оттаивания. Способность крахмалов набухать в холодной воде без дополнительного нагревания используют в технологии различных десертов, желейного мармелада, сдобного теста, содержащего ягоды, которые при отсутствии стабилизатора оседают на дно до начала выпечки.

9. Характеристика этерифицированных крахмалов, их использование в пищ. Технологиях. В лабораторных условиях пищевую добавку Е1421 Крахмал ацетатный, этерифицированный винилацетатом принято получать путем кипячения крахмала (как правило, кукурузного) в воде с содержанием винилацетата (не более 7,5 % от общей массы крахмала). После этого его необходимо осадить, промыть и высушить. В результате получается крахмал, который частично замещается ацетильными группами, в форме порошка белой окраски с допустимым слабым запахом уксуса. По поводу физических свойств пищевой добавки Е1421 Крахмал ацетатный, этерифицированный винилацетатом можно сказать, что данное вещество хорошо растворимо в горячей воде. Этот процесс затрудняется в холодной воде и становится невозможным в органических растворителях. Отличительной способностью этот модифицированного крахмала является то, что он снижает температуру клейстеризации и увеличивает прозрачность полученного клейстера. В пищевой промышленности Е1421 широко применяется благодаря свойству добавки стабилизировать кисломолочные продукты, которые отличаются различными показателями жирности. В качестве стабилизатора и загустителя эта пищевая добавка встречается в составе готовых к употреблению продуктов - консоме из птицы и мяса, бульонов, представленных в разных формах (замороженные, сгущенные, концентрированные или сублимированные).

10. Функции целлюлозы, гемицеллюлоз, пектиновых веществ в пищевых продуктах. Неусваиваемые полисахариды целлюлоза, гемицеллюлоза и пектиновые компоненты клеточных стенок овощей, фруктов и семян придают многим продуктам твердость, хрупкость, плотность, обеспечивают загустевание, вязкость, липкость, гелеобразование, ощущения во рту. В принципе, полисахариды должны быть растворимы, поскольку они состоят из гликозидных единиц (гексоз или пентоз), содержащих несколько точек для образования водородных связей с молекулами воды, что и определяет растворимость. Однако отдельные молекулы полисахаридов соединяются водородными связями друг с другом и образуют устойчивые нерастворимые кристаллические структуры. В первую очередь это относится к целлюлозе. Подобные свойства могут проявляться и в растворах полисахаридов, когда отдельные молекулы соединяются между собой с образованием седиментационно неустойчивых частиц. Примером тому является кристаллизация (ретроградация) молекул крахмала. При этом процесс вытеснения воды из молекул крахмала называется синерезисом. Однако когда молекулы полисахарида связываются между собой не плотно, а только по отдельным зонам, то они образуют трёхмерную сетку с растворителем – гель. В случае, когда сетка геля содержит малое количество соединительных зон, такой гель называют слабым. Он легко разрушается под внешним давлением или при небольшом увеличении температуры. Если в сетке геля количество соединительных зон велико, то такие гели (твёрдые) могут противостоять внешнему давлению, а также они термоустойчивы. В растворах разветвлённых полисахаридов, а также заряженных полисахаридов (содержат электролитические группы СООН) количество соединительных зон между молекулами слишком мало, поэтому такие растворы не превращаются в гели, а лишь обладают повышенной вязкостью. При этом вязкость раствора пропорциональна размеру молекулы и её заряду: линейные и заряженные полисахариды образуют более вязкие растворы. Целлюлоза нерастворима в воде. В пищевых продуктах используют гидролизаты целлюлозы (микрокристаллическую целлюлозу) в начинках, пудингах, мягких сырах, фруктовых желе, пекарских изделиях, мороженом и различных замороженных десертах. Гемицеллюлозы – класс структурных полисахаридов, растительного происхождения. Они хорошо связывают воду и, тем самым, способствуют улучшению качества теста, а также препятствуют черствению готовых хлебобулочных изделий. Пектин – класс структурных полисахаридов, растительного происхождения. Они хорошо связывают воду и обладают хорошей желирующей и гелеобразующей способностью, поэтому широко используется в производстве кондитерских изделий, фруктовых желе, джемов.

11. Характеристика производных целлюлозы и их использование в пищ. Технолгиях. Целлюлоза как природный полимер обладает рядом ценных для практического применения свойств: хорошо поглощает влагу, легко перерабатывается в текстильное волокно, имеет сравнительно высокие механические показатели и др. Однако целлюлозе и присущи определенные недостатки, ограничивающие ее применение. К таким недостаткам относятся горючесть, низкая устойчивость к действию микроорганизмов (гниению), малая устойчивость к действию света, тепла, атмосферных воздействий. По сравнению с синтетическими полимерами целлюлоза менее устойчива к истиранию. Для устранения свойственных природной целлюлозе недостатков и придания новых ценных свойств ее подвергают модификации двумя методами: изменением надмолекулярной структуры (структурная модификация) и с помощью разнообразных химических превращений (химическая модификация). Следует подчеркнуть, что структурная модификация, улучшая механические свойства целлюлозных волокон и пленок, не позволяет придать им новые свойства. Последнее может быть достигнуто лишь при химической модификации. При химической модификации используют реакции этерификации целлюлозы с получением сложных и простых эфиров, введение в элементарные звенья новых функциональных групп, реакции сшивания цепей, получение привитых сополимеров. Реакции этерификации подробно рассмотрены выше. Для модификации свойств целлюлозы применяют, например; методы частичного ацетилирования и цианоэтилирования. Модифицированное хлопковое волокно приобретает повышенные термостойкость, химическую стойкость и устойчивость к действию микроорганизмов. Введением в макромолекулу целлюлозы различных заместителей с кислотными или основными свойствами (например, карбоксиметилцеллюлоза, монокарбоксилметилцеллю, лоза и др.) получают ионообменную целлюлозу, которую используют для очистки и хроматографического разделения разнообразных белков, для разделения ионов металлов и т. п. Для модификации целлюлозы кроме реакций этерификации можно использовать и другие реакции ее гидроксильных групп, но пока такие реакции осуществлены лишь в лабораторных условиях и получаемые производные представляют лишь научный интерес. В настоящее время для применения в промышленной практике наиболее перспективными методами модификации целлюлозы считается метод сшивания цепей и метод получения привитых сополимеров. Реакция сшивания цепей приводит к повышению несминаемости и уменьшению усадочности целлюлозных тканей. Для образования поперечных химических связей между цепями целлюлозы применяют обработку ее различными бифункциональными реагентами. целлюлоза биополимер молекула химическая реакция

12. Превращение углеводов, происходящие при технологической обработке сырья: гидролиз ди- и полисахаридов; реакции дегидратации углеводов. При переработке и хранении пищевого сырья и продуктов углеводы претерпевают сложные и разнообразные превращения, зависящие от состава углеводного комплекса, температуры и рН среды, влажности, наличия ферментов, присутствия в продуктах других компонентов, взаимодействующих с углеводами (белков, липидов, органических кислот и др.). Основными процессами, протекающими в углеводах при различных видах технологической обработки и хранения пищевых продуктов, являются следующие:кислотный и ферментативный гидролиз ди- и полисахаридов;реакции дегидратации углеводов; меланоидинообразование; карамелизация.Гидролиз ди- и полисахаридов - наиболее распространенный процесс, протекающий в пищевых продуктах при тепловой и холодильной обработке, а также при хранении картофеля, плодов и овощей в замороженном и охлажденном состоянии.При нагревании дисахариды (сахароза, мальтоза, лактоза) под действием кислот или в присутствии ферментов распадаются на моносахариды. Сахароза в водных растворах под влиянием кислот присоединяет молекулу воды и гидролизуется на равное количество глюкозы и фруктозы, вращающих плоскость поляризации влево, а не вправо, как сахароза. Такое преобразование называют инверсией, а эквимолекулярную смесь глюкозы и фруктозы - инвертным сахаром, который имеет более сладкий вкус, чем сахароза.Полисахариды также при нагревание под действием кислот или в присутствии ферментов подвергаются гидролизу с образованием низкомолекулярных соединений, принимающих участие в обменных процессах. Из высокомолекулярных соединений существенным изменениям подвергаются крахмал и пектиновые вещества.Гидролиз крахмала. При гидролизе крахмала под действием кислот сначала имеет место ослабление и разрыв ассоциативных связей между макромолекулами амилозы и амилопектина. Это сопровождается нарушением структуры крахмальных зерен и образованием гомогенной массы. Далее идет разрыв б-D-(1,4)- и б-D-(1,6)-связей с присоединением по месту разрыва молекулы воды. В процессе гидролиза нарастает число свободных альдегидных групп, уменьшается степень полимеризации. По мере гидролиза и нарастания редуцирующих (восстанавливающих) веществ содержание декстринов уменьшается, глюкозы - увеличивается, концентрация мальтозы, три- и тетрасахаров сначала увеличивается, затем их количество снижается. Наряду с основным процессом - гидролизом крахмала - происходят побочные реакции реверсии и разложения глюкозы. Наиболее изученные реакции, происходящие при действии кислоты на крахмал, можно в основных чертах характеризовать следующей схемой. Реверсия глюкозы -- обратимый процесс её полимеризации с образованием в основном других дисахаридов -- гентиобиозы, изомальтозы и других, а также трисахаридов и более сложных олигосахаридов.Оксиметилфурфурол -- нестойкое соединение, из которого могут образовываться, помимо указанных выше, и другие соединения. Его присутствие связано с появлением красящих веществ. В то время при полимеризации оксиметилфурфурола образуются красящие вещества желто-коричневого цвета. Накапливающиеся в патоке продукты разложения глюкозы ухудшают ее состав, цвет, повышают гигроскопичность.

Ключевым соединением в реакции дегидратации является 3-дезоксиглюкозон (образование которого из D-глюкозы показано на рисунке 2.10. Реакция в-элиминации может продолжаться с енольной формой 3-дезоксиглюкозона. Конечным продуктом является оксиметилфурфурол.

13. Понятие о меланоидинообразовании. Химизм начальных стадий меланоидинообразования.

Под меланоидинообразованием (МО) понимают взаимодействие восстанавливающих сахаров (моносахариды и дисахариды), как содержащихся в продукте, так и образующихся при гидролизе более сложных углеводов с аминокислотами, пептидами и белками. Это реакция Майяра. по имени ученого, который в 1912 г. впервые описал данный процесс. МО - окислительно-восстановительный процесс, который представляет собой совокупность последовательно и параллельно идущих реакций. Скорость и глубина этого процесса зависят от состава взаимодействующих продуктов, соотношения отдельных компонентов, рН среды, температуры и влажности. Наиболее интенсивно МО протекает в нейтральной и щелочной среде, а также в концентрированных растворах. Замедляется эта реакция в присутствии Н2SОз, Н2О2, NaНSО4 и др. Образующиеся при МО карбонильные соединения (фурфурол, оксиметилфурфурол, ацетальдегид, изовалериановый альдегид, диацетил и др.) принимают участие в формировании аромата, цвета и вкуса готового продукта. Соединения, содержащие эту группу, обнаружены в обжаренных пищевых продуктах (хлеб, кофе, какао, солод), в которых под воздействием высоких температур происходит неферментативное потемнение. Продуктами потемнения являются пиразаны, содержащиеся в миллионных долях в продуктах, которые подвергались обжариванию. Продукты реакции меланоидинообразования оказывают различное влияние на органолептические свойства готовых изделий: заметно улучшают внешний вид жареного или тушеного мяса, котлет, но ухудшают вкус, цвет и запах мясных экстрактов, бульонных кубиков и других концентратов. Реакция МО часто протекает при выпечке хлеба, сушке фруктов и овощей, получении сухого молока, упаривании сахарного сиропа, при производстве солода. Образование вкусной, хрустящей золотисто-коричневой корочки хлеба, его вкус и аромат во многом связаны с МО. При получении вина, изготовлении коньяка и шампанского образуются продукты МО, которые влияют на цвет, вкус и аромат. При очень длительной выдержке вина идут глубокие изменения продуктов, участвующих в реакции МО, что приводит к изменению первоначальных свойств вина. Потемнение фруктовых соков при хранении, изменение внешнего вида, вкуса и запаха готовых мясных продуктов также связано с реакцией МО. При МО снижается пищевая ценность получаемых продуктов в результате связывания белков, витаминов, аминокислот в комплексные соединения. При невысоких температурах реакции протекают медленно, при 100°С и выше - ускоряются. Чтобы задержать нежелательные изменения, используют соединения, легко связывающиеся с карбонильными соединениями, например, перекись водорода, сернистую кислоту.

14. Потеря аминокислот в реакции Майяра и при распаде Стреккера. Поскольку в реакции Майяра участвуют белки и аминокислоты, то имеет место их потеря. Особенно часто наблюдается в случае незаменимой АК лизина (вследствие ее большой реакционной способности и присутствию свободной аминогруппы). Способность к реакции Майяра характерна не только для лизина, но и для других важных аминокислот — L-аргинина и L-гистидина. При чем даже относи­тельно мягкие условия обработки могут давать довольно большие поте­ри. В первую очередь теряются АК, где есть 2 аминогруппы(лизин). Также потери АК зависят от температуры обработки и её продолжительности.

 

Молоко^{Высокотемпературная обработка,100 °С}      5% Лизина теряется

Сухое молоко ^{150° С Несколько минут}       40% лизина

                           ^{150 °С несколько часов}       80% лизина

Потеря аминокислот может происходить не только при обра­зовании меланоидиновых пигментов, но и за счет реакции распада по Стреккеру. Он включает взаимодействие дикарбонильных проме­жуточных продуктов реакции МО и аминокислот. При этом образуются летучие (различные альдегиды, пиразины и др.) про­дукты, влияющие на аромат. Эти вещества образуются в процессе техно­логической обработки (при выпечке хлеба, обжарке кофейных зерен, вар­ке), и их появление часто бывает связано с формированием характерно­го для продукта аромата. Далее возможно образование пиразина с определенным ароматом. При протекании 2,3-енолизации образуются фураноны и пираноны.

 

 

15.Химизм образования пигментов и летучих ароматических веществ при меланоидинообразовании. Образование пигментов – сложная реакция и труднее поддается определению. Считается, что в образовании пигментов участвуют альдольная конденсация карбонильных промежуточных соединений или продуктов их последующих реакций На этой стадии в реакцию опять вступают аминокислоты, что приводит.к образованию азотсодержащих пигментов, называемых меланоидинами.   Летучие ароматические вещества.

16. Факторы влияющие на меланоидинообразование. Способы ингибирования реакции Майяра. Химический способ ингибирования реакции Майяра – использование сульфитов – представлен на

Содержание сульфитов в ходе неферментативного потемнения постепенно снижается. В одних случаях (например, для глюкозы и аминокислот) потемнение прекращается полностью еще до того, как содержание сульфитов снизится почти до нуля. В других (например, для аскорбиновой кислоты и аминокислот) оно замедляется. Неодинаковая роль сульфитов объясняется различиями в промежуточных продуктах реакции, участвующих в формировании окраски. Более всего подвержены влиянию сульфитов такие промежуточные продукты, как 3-дезоксизулозы и ненасыщенные озулозы. Первые образуют с сульфитом обратимые соединения и замедляют реакцию, вторые образуют необратимое добавочное соединение, в результате чего этот промежуточный продукт стабилизируется, а процесс потемнения задерживается до тех пор, пока сульфит не будет полностью использован. Эти дополнительные продукты были фактически выделены из модельных сред и идентифицированы в пищевых продуктах. Оксид серы (SO2) и его производные подавляют реакцию потемнения в пищевых продуктах, однако их применение ограничивается возможностью образования в сульфитированных пищевых продуктах слаботоксичных компонентов. Поиски других ингибиторов продолжаются, однако найденные до настоящего времени заменители (цианиды, димедон, гидроксиламин, гидразин, меркаптаны, бромин) неприемлемы из-за токсичности. Однако этот путь защиты от потемнения не предохраняет продукты от потери аминокислот (например, лизина), поскольку реакция с сульфит-ионами протекает на последних стадиях меланоидинообразования.

17. Понятие о процессе карамелизации. Реакция карамелизации осуществляется при нагреве свыше 100 °С растворов глюкозы, фруктозы, сахарозы. При этом происходят различные превращения углеводов. При нагревании сахарозы в слабокислой среде происходит частичный гидролиз (инверсия) с образованием глюкозы и фруктозы. От молекул глюкозы и фруктозы при нагревании может отщепляться три молекулы воды, происходит дегидратация с образованием оксиметилфурфурола, дальнейшее разрушение которого приводит к разрушению углеродного скелета и образованию муравьиной и левулиновой кислот. Оксиметилфурфурол образуется при нагревании растворов углеводов низкой концентрации – 10 - 30 %, это вещество имеет коричневый цвет и специфический запах пропеченной корочки хлеба.

На первом этапе реакции карамелизации от молекулы сахарозы отщепляется две молекулы воды. Образуется карамелан, состоящий из ангидроколец, содержащих в кольце двойные связи (дигидрофуран, циклогексанолон и другие соединения), которые имеют коричневый цвет. На втором этапе отщепляется три молекулы воды и образуется карамелен, имеющий темнокоричневый цвет. На третьем этапе происходит конденсация молекул сахарозы и образуется карамелин, имеющий темнокоричневый цвет, плохо растворимый в воде. Карамелизация сахарозы осуществляется при содержании сахарозы 70 - 80 %.

Схема превращения дисахаридов при нагревании:  ДИСАХАРИДЫ(70-80 %) → КАРАМЕЛАН → КАРАМЕЛЕН → КАРАМЕЛИН. Схема превращения моносахаридов при нагревании:  ГЛЮКОЗА, ФРУКТОЗА (10-30%)→ АНГИДРИДЫ → ОКСИМЕТИЛФУРФУРОЛ -˃ МУРАВЬИНАЯ КИСЛОТА, ЛЕВУЛИНОВАЯ КИСЛОТА

18. Физиологические функции аминокислот цистеина и глицина. Цистеин - серосодержащие аминокислоты, которые могут быть получены естественным путем через пищу, может также вырабатывается организмом из аминокислоты метионина. Для производства цистеин, метионин превращается в S-аденозил метионина, который затем преобразуется в гомоцистеин. Гомоцистеин реагирует с серином с образованием цистеина.    Антиоксидантная активность - как основной компонент глутатиона, цистеин имеет много важных физиологических функций. Глутатион, сформированные из цистеина, глутаминовой кислоты и глицина, находится во всех тканях человека, с наибольшей концентрацией в печени и глазах. Глутатион является мощным антиоксидантом, защищая жировой ткани от разрушительного воздействия свободных радикалов.   Дефицит цистеина может возникнуть у вегетарианцев, употребляющих растительные продукты с низким содержанием метионина и цистеина. Глицин является предшественником пуринового кольца гемв крови и образует так называемые парные соединения. С желудочными кислотами, например холевой кислотой, он образует гликохолевую кислоту, с бензойной кислотой – гиппуровую кислоту:

	Бензойная кислота		глицин		Гиппуровая ккислота

19. Физиологические функции аминокислот триптофана, гистидина и образующихся из них биогенных аминов. Триптофан входит в число 20 важнейших природных аминокислот, из которых преимущественно состоят белки всех живых организмов. При этом триптофан является для человека незаменимым. Триптофан участвует в поддержании азотистого равновесия в обменных процессах, актах возбуждения и торможения, а также трансформации одного вида энергии в другой. Триптофан регулирует функцию эндокринного аппарата, предупреждающего анемию, регулирующего кровяное давление, отвечающего за синтез гемоглобина. Предполагают, что эта аминокислота стимулирует секрецию инсулина, который в свою очередь активизирует синтетазу жирных кислот в печени. Гистидин входит в состав активных центров множества ферментов, является предшественником в биосинтезе гистамина. Одна из «существенных» аминокислот, способствует росту и восстановлению тканей. В большом количестве содержится в гемоглобине; используется при лечении ревматоидных артритов, аллергий, язв и анемии. Недостаток гистидина может вызвать ослабление слуха.

 

Из тирозина → индоламины (серотонин, триптамин – оказывают сосудорасширяющие действие). Серотонин участвует в регулировании кровеносного давления, t тела, дыхания, явл.нейромедиатором – вызывает изменение поведения (шизофрения). Производные триптамина являются гармонном щетовидной железы – эпифиза – влияет на поведение. Гистамин образуется и выделяется клетками соед.ткани, вызывает аллергическую реакцию на действие аллергена. Количество гистамина увеличивается при травмах, стрессах, также при введении препарата. Широкий спектр биологического действия: много в очаге воспаления, сосудорасширяющее действие, ускоряет приток лейкоцитов и активизирует защитные силы в борьбе с инфекцией.

20. Физиологические функции тирозина и образующихся из него катехоламинов. Роль тирозина в процессе переработки пищевых продуктов. Тирозин ответственен за окраску глаз, волос; за темный цвет ржаного хлеба(меланидинообразование)

Тирозин образуется из фенилаланина.

 

Ниже приведены реакции образования катехоламинов из тирозина.
Катехоламины обладают разносторонним физиологическим действием, например адреналин усиливает работу сердечной мышцы, снижает кровяное давление, регулирует углеводный обмен.

Наследственная болезнь фенилкетанурия (дефектный фермент) и образуется оксифенилпируват. Наблюдается наследственная аномалия, сопровождается тяжелой умственной отсталостью (в детстве). Чтобы снизить – понижают содержание фенилаланина в пище.

21. Физиологическая роль глутаминовой, аспарагиновой кислот и их амидов. Глутамин, например, является основной формой переноса аммиака в крови человека и вместе с аспарагиновой кислотой служит предшественником пиримидинового кольца нуклеотидов. Азот 1 происходит из аспарагиновой кислоты, азот 3 – из глутамина, углерод 4, 5, 6 кольцу отдает аспарагиновая кислота, а углерод 2 происходит от CO₂. Предварительно молекула CO₂ и амидная группа глутамина образуют карбамоилфосфат:

Глутамин+ CO₂ → H₂ N- COO- PO₃ H₂ →^{аспарагиновая кислота}→

Реакции декарбоксилирования глутаминовой кислоты с образованием γ-аминомасляной кислоты(ГАМК), относящейся к группе медиаторов, отводится важная роль в обмене веществ мозга и нервной ткани. ГАМК – тормозной нейромедиатор, влияющий на передачу импульсов в нервной системе, при этом глутаминовая кислота и ГАМК действуют как антагонисты: первая активирует, а ГАМК ингибирует передачу нервных импульсов. Цекарбоксилирование аспаргиновой кислоты обеспечивает синтез β-аланина, являющегося составной частью биологически активных соединений – КоА и АПБ, а декарбоксилирование лизина и орнитина под влиянием ферментов кишечной микрофлоры приводит к образованию ядовитых диаминов – кадаверина и путресцина. В здоровом организме оба амина полностью обезвреживаются в слизистой оболочке кишечника.

22. Структурные особенности пептидов. Характеристика протекторных пептидов, пептидов гормонов и нейромедиаторов. Структурные особенности пептидов:1. Пептиды могут содержать D-аминокислоты, так, антибиотик пенициллин содержит L-цис и D-вал (рис. 3.7)

 

Рис. 3.7 Строение антибиотика пенициллина – циклического депептида

2. Пептиды могут содержать аналоги АК, например депептид карнозин представляет собой β-аланин-гистидин. 3. Пептиды образуют циклические структуры. Эту особенность можно видеть в молекулах пенициллина, грамицидина, валиномицина и других. 4. В состав пептидов могут входить небелковые АК, например грамицидин содержит орнитин – более короткий гомолог лизина. Протекторные пептиды. Одним из наиболее распространенных соединений с протекторными свойствами является трипептид злутатион (γ-глутамилцистеинилглицин). Глутатионсодержится во всех животных, растениях, бактериях, однако наиболшее его количество встречается в дрожжах и зародыше пшеницы. Вступая в окислительно-восстановительные реакции, глутатион выполняе функцию протектора, предохраняющего свободные – SH группы от окисления.

глутатион

γ

β

α

 

Он принимает на себя действие окислителя, «защищая» тем самым белки или, например, аскорбиновую кислоту. При окислении глутатиона образуется межмолекулярная дисульфидная связь. Глутатион принимает участие в транспорте аминокислот через мембраны клеток, обезвреживает соединения ртути, ароматические углеводороды, перекислые соединения, предотвращает заболевание костного мозга и развитие катаракты глаз. В отличае от глутатиона, пептидные гормоны выполняют более специфические функции. Классификацию гормонов проводят либо по месту их образования, либо по месту действия, то есть по функции (см. табл. 3.3). Таблица 3.3 Важнейшие пептидные гормоны

Название гормона	Место образования	Химическая природа	Биологическое действие
Соматостатин	Гипоталамус	14 АК, лин.	Регулятор роста
Окситоцин	Гипофиз	9 АК, цикл	Сокращение матки, выделение молока
Вазопрессин	Гипофиз	9 АК, цикл	Повышает давление крови
Антиотезин-П	Легкие	Лин. октапептид	Регулирует кровяное давление
Инсулин	Поджелудочная железа	51 АК, 2 цепи полипептида	Снижает уровень глюкозы в крови
Глюкагон	Поджелудочная железа	29 АК, лин.	Повышает уровень глюкозы в крови
Гастрин	Слизистая желудка	17 АК, лин.	Стимулирует секрецию HC1
Кальцитонин	Щитовидная железа	12 АК, цикл	Снижает уровень CA++

 

Пептиды – нейромедиаторы. Нейромедиаторы – это химические соединения, регулирующие передачу нервных импульсов в нервной системе. К ним относятся, например, ацетилхолин, некоторые АК, а также открытые в 1975 г. пептиды, называемые энкефалинами, или опиатными пептидами. Первое их название связано с тем, что они находятся в ткани мозга, а второе – объясняет их обезболивающее действие, сходное с эффектом веществ из опия. Наиболее известны и изучены два энкефалина: тир-гли-гли-фен-мет и тир-гли-гли-фен-лей (часто их называют просто мет- и лей-энкефалин).Другой тип опиатных (обезболивающих) пептидов также был обнаружен в мозгу – они называются эндорфинами. Эти более длинные пептиды (от 13 до 30 АК) получили свое название за аналгетическое действие, сходное с эффектом морфина. В отличие от экефалинов, эндорфины имеют более сложное физиологическое действие и оказывают не только обезболтвающее действие, но влияют и на поведение.