BIAŁKO

To dla technologa substancja o którą musi się najbardziej troszczyć, bo egzogenność jego komponentów jest najwyższa oraz jest ono najbardziej wrażliwe na obróbkę cieplną.

CZYNNIKI DECYDUJĄCE O WARTOŚCI ODŻYWCZEJ BIAŁKA:

- ilość białka

- skład aminokwasowi

- zmiany w czasie przetwarzania i przechowywania

- podatność na procesy trawienia i przyswajania

- udział koloni z białek w ogólnej kaloryczności posiłku

WYMAGANIA W STOSUNKU DO ZAWARTOŚCI BIAŁKA W POŻYWIENIU

-lizyna 5,5g/100g białka

-leucyna 7

-izoleucyna4

-walina 5

-treonina4

-fenyloalanina+tyrozyna 6

MINIMALNE ZAPOTRZEBOWANIE NA BIAŁKO OBLICZAMY:

- znajdując współczynnik wagowy odpowiedni dla danej grupy wiekowej

- mnożąc go przez wagę

- otrzymujemy wynik na minimalne zapotrzebowanie dobowe na białko wyrażone w gramach.

CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA WARTOŚĆ ODŻYWCZĄ POŻYWIENIA

• Wartość energetyczna posiłku

• Składniki pokarmowe zawarte w produkcie

• Składniki odżywcze i balastowe

• Składniki nieodżywcze (antyżywieniowe) - chityna, kwas szczawiowy

• Składniki stanowiące zanieczyszczenia żywności

WŁAŚCIWOŚCI FUNKCJONALNE BIAŁEK

1) ROZPUSZCZALNOŚĆ

- w takich roztworach jakie są używane w procesach technologicznych.

Przy badaniu rozpuszczalności stosujemy 2 testy:

- rozpuszczalność w 5% roztworze NaCl wskazuje zmiany w czasie mrożenia

- rozpuszczalność w 2,5% roztworze NaCl - odzwierciedla zachowanie się białka w praktycznych układach

Zawartość soli w gotowym produkcie może osiągnąć do 3%(najczęściej 1- 3%).

Rozpuszczalność jest bardzo ważna gdyż tylko białko które się rozpuszcza może wiązać wodę, emulgować tłuszcz

- Spośród soli jakie są dostępne potencjalnie dla przemysłu, najlepszym rozpuszczalnikiem białek jest NaCl

W miarę ogrzewania tylko nieliczne białka zyskują na rozpuszczalności np. 11S białek sojowych.

- Jeżeli w czasie obróbki cieplnej białka powstają liczne wiązania hydrofobowe lub kowalencyjne typu mostków siarczkowych to białko takie traci zdolność rozpuszczania się w wodzie i roztworach soli, a także traci zdolność bycia emulgatorem

Rozpuszczalność zależy od:

-zależy od oddziaływań wody z produktem

oddziaływanie wody i białka odbywa się na zasadzie sił elektrostatycznych

-czynniki wpływające na rozpuszczalność:

pH ( w PJ rozpuszczalność bardzo maleje w miarę oddalania się rośnie

stężenie soli ( im wyższe tym rozpuszczalność rośnie, największa przy 5% dodatku soli)

-od budowy białka ( nierozpuszczalne białka włókienkowe np. kolagen, rozpuszczalne białka globularne np. albuminy, globuliny

PODZIAŁ BIAŁEK POD WZGLĘDEM ROZPUSZCZALNOŚCI:

- Albuminy - rozpuszczalne w wodzie i roztworach soli

- Globuliny- nierozpuszczalne w wodzie, rozpuszczalne w wodnych roztworach soli o sile jonowej I>0,15; optymalnie I= 0,5 do 1,0

- Prolaminy- nierozpuszczalne w wodzie, rozpuszczalne w 50-90% wodnym roztworze etanolu. Wykryte w roślinach

- Gluteiny- nierozpuszczalne we wszystkich wyżej wymienionych roztworach, lecz rozpuszczalne w rozcieńczonych roztworach soli i zasad

- Skleroproteiny- w roztworach soli pęcznieją, nierozpuszczalne w większości powszechnych rozpuszczalników

SIŁA JONOWA ROZTWORU:

najlepiej odzwierciedla zdolność roztworu do rozpuszczania białek

m-stęż molowe jonu

z-wartościowość jonu

SYNEREZA-białko w naturalnych warunkach jest otoczone wodą, co stabilizuje jego konformację i umożliwia spełnianie jego funkcji(bez niego białko się zdenaturuje. W czasie ogrzewania następuje przejście białka w formę bardziej rozluźnioną, interakcje hydrofobowe. Synereza to układanie łańcuchów peptydowych wzdłuż siebie, białka łączą się ze sobą wypychając wodę(wyciek z mięsa)

(synereza w przypadku skrobi to retrogradacjia)

2. ZDOLNOŚĆ EMULGOWANIA-

- wyraża się ilością białek(wg) potrzebną do zemulgowania 100ml tłuszczu.

Emulgowanie to ustawianie się białek częścią hydrofobową do tłuszczu i zamykaniu go w osłonki białkowe

- zdolność emulgowania mają tylko białka które nie straciły zdolności do rozpuszczania

- właściwości emulgujące umożliwiają połączenie dwóch nie mieszających się faz,

- zdolność emulgowania białka zależy od ilości grup hydrofilowych do hydrofobowych

- kolagen nie ma właściwości emulgujących, ponieważ nie rozpuszcza się w wodzie

Białko ma zdolność teksutrotwórczą -kreowania tekstury i konsystencji

Jest jednostką smakotwórcza w żywności a szczególnie jego produkty hydrolizy:

- smak gorzki-alanina, fenyloalanina, leucyna, izoleucyna.

- smak słodki- alanian, glicyna(niehydrofobowe)

- smak kwaśny- kwas glutaminowy, kwas asparaginowy

- smak słony

- smak umami- glutaminian, asparaginian sodu

4 razy naj dla białka jako emulgatora:

- najbezpieczniejsze

- najpowszechniejsze

- najzdrowsze

- najlepiej wiążące

PUNKT IZOELEKTRYCZNY

-obszar pH w którym rozpuszczalność białek jest najmniejsza. Jest to wartość pH w której jest jednakowa ilość ujemnych ładunków COO_ i dodatnich NH3;

- pI stosujemy do szybszego odebrania wody ok. 10-15% z surowca.

- W pI najłatwiej białko denaturować (odebrać mu wodę).

- Największą rozpuszczalność charakteryzuje białko natywne, a najniższą w pI.

ENERGIA WIĄZAŃ kcal/mol

1. Wiązanie kowalencyjne 30-100

2. wiązanie elektrostatyczne 10-20

3. wiązanie wodorowe 1-5

4. wiązanie hydrofobowe 1-3

Białka łączące się ze sobą wiązaniami kowalencyjnymi nie są rozpuszczalne w wodze Wiązania wodorowe są bardzo słabe.

W czasie obróbki cieplnej białko przechodzi z formy natywnej w swobodną.

Następnie spotykające się rozwinięte łańcuchy tworzą wiązania.

W drugim etapie synereza, spowodowane głównie tworzeniem się mostków siarczkowych, które rozbijają im wiązania i tworzą wiązania typu białko - białko tak mocne i ciasne ze wypychają wodę.

Również w denaturacji cieplnej biorą udział wiązania hydrofobowe które przy ogrzaniu się odsłaniają.

EMULSJA

- układ dwóch nie mieszających się faz: rozpraszającej (białko) i rozpraszanej (tłuszcz) (emulsja typu olej w wodzie)

- Stabilność emulsji zależy od stopnia dyspersji.

- Zdolność emulgowania tłuszczu przez białko jest jedną z jego charakterystycznych właściwości.

- Większe rozdrobnienie tłuszczu-bardziej stabilna emulsja ,większy stopień dyspersji.

- BIALKO jest najzdrowszym najpowszechniejszym emulgatorem tłuszczu (bo ma AK hydrofobowe)chodzi o taka denaturację lub hydrolizę która odsłoni tylko nieliczne AK hydrofobowe.

3. DENATURACJA BIAŁEK:

- nieodwracalne zniszczenie naturalnego układu białek, czyli zniszczenie wiązań łączących białka

- czynniki powodujące denaturację: temp., odczynniki, pH, promienie jonizujące, sól

- roztwory o małym stężeniu białka ( 1%) , cząsteczki białka łączą się ze sobą tworząc agregaty, które są wydzielone w postaci osadu lub piany

- roztwory o dużym stężeniu białka, w nich denaturacja powoduje utratę płynności, tworzy się żel, np. galarety

- zmiany denaturujące prowadzą do zmian konsystencji ( twardość lub miękość mięsa na skutek termohydrolizy kolagenu). Na skutek denaturacji skróceniu ulegają włókna mięśniowe do 25%, zmiany barwy, ubytki masy do 40%.

4. ŻELOWANIE

- zdolność do wytworzenia przestrzennie uporządkowanej struktury ( tworzenie galarety)

- zdolność do tworzenia żeli posiada kolagen i białka miofibrylarne

- o zdolności tej zależy zawartość -SH; w wyniku ogrzewania tworzą się wiązania disulfidowe

- proces żelowania polega na denaturacji białek, które pod jej wpływem agregują ze sobą

- żel musi mieć wysoką wytrzymałość

5. WYTWARZANIE PIANY:

- jest to zdolność rozproszenia pęcherzyków powietrza w masie lub roztworze

- pęcherze otaczane są białkiem i tworzy się piana

BIAŁKA MIĘŚNIOWE

PODZIAŁ BIAŁEK MIĘŚNIOWYCH

1. białka sarkoplazmtyczne (20-30%):

- miogen 10-15%

- mioalbumina (2,0-2,5%)

- mioglobulina (0,5-2,0%)

- globulin x (10-15%)

U zwierząt stałocieplnych ilość białek sarkoplazmatycznych jest większa 30-35%.

Powoduje to zmniejszenie odpowiednio ilości białek miofibrylarnych i białek tkanki łącznej.

2. białka miofibrylarne (60-70%)

- miozyna (30-40%)

- aktyna 15-25%

- tropomiozyna 2-5%

3. białka tkanki łącznej (ok. 3%)

- kolagen

- elastyna - nie ulega zmianom fizycznym i chemicznym podczas ogrzewania do temperatury 130C

U zwierząt stałocieplnych oprócz kolagenu jest znaczna ilość elastyny. U ryb głównie przeważa kolagen.

BIAŁKO MIOFIBRYLARNE:

- Najwartościowsze pod względem odżywczym

- tworzy stale struktury mięsa

Wpływa na teksturę mięsa ponieważ:

- powstaje kompleks aktyna miozyna

- inne składniki białek miofibrylarnych reagują z aktomiozyną po stężeniu pośmiertnym

- miozyna jest białkiem bardzo bogatym w grupy SH. Tych grup jest około 36 w cząsteczce miozyny. Część tych grup tworzy mostki siarczkowe, utrzymując konformację cząsteczki i są praktycznie niedostępne dla celów technologicznych, a część jest położona bliżej powierzchni cząsteczki, z czego 3 grupy (S₁, SH, S_a) są bardzo reaktywne

Masa cząsteczkowa miozyny 420-450 tysięcy Da. Jest ona jednym z największych białek.

BIAŁKA SOJOWE

PREPARATY BIAŁKOWE:

- wysoka wartość odżywcza ( AA egzogenne głownie polepszają tą wartość)

- nie mogą wpływać na wartość sensoryczną produktu, polepszają właściwości funkcjonalne np. zdolności żelowania, emulgowania.

- największymi źródłami produkcji preparatów białkowych są: kazeina oraz soja, ponieważ: wysoka jest ich wartość odżywcza (AA egzogenne, wysoka zawartość hydroksyproliny), są to tanie produkty.

SOJA- SKŁAD CHEMICZNY

- białko 40%

- węglowodany 35%

- tłuszcz 20%

- popiół 5%

CHARAKTERYSTYKA BIAŁKA SOJOWEGO:

1. białka sojowe mają charakter globularny, ale są rozpuszczalne w wodzie w ok80%, w środowisku zasadowym do 90%

2.białka sojowe mają dużą masę cząsteczkową 200-600kDA

3.stosunkowo duża odporność na denaturacje

4.frakcje białek soi to:

- konglicynina (frakcja 7S)

- glicynina (frakcja 11S)

5.krótkie ogrzewanie 5min/100ºC powoduje rozpuszczenie obu frakcji, wzrost ich uwodnienia powoduje wzrost lepkości układu

6.7 min/100ºC powoduje strącenie połowy frakcji 11S, a pozostała połowa tej frakcji ulega degradacji na drobniejsze frakcje, które się świetnie rozpuszcza

7.dalsze ogrzewanie będzie prowadzić do denaturacji.

8.Otrzymywanie : koncentraty sojowe, izolaty białek sojowych (drobna mączka), białka upostaciowane (teksturowane) są bryłkami.

WADY BIAŁEK SOJOWYCH

- wysoka wrażliwość na siłę jonową i pH.

Objawia się to m.in. szybką agregacją białek sojowych w środowisku kwaśnym o pH 3-6.

SCHEMAT TECHNOLOGICZNY OTRZYMYWANIA KONCENTRATÓW BIAŁEK SOJOWYCH:

- ziarno soi

- odtłuszczanie

- rozdrabnianie

- płatki lub mąka

- odtłuszczanie

- ekstrakcja alkoholem

- ekstrakcja roztworem kwasu

- ekstrakcja wodna, powstają:

1.substancje rozpuszczalne

-zobojętnianie

-zagęszczanie

-suszenie

-koncentrat paszowy

2.substancje nierozpuszczalne

- zobojętnianie

- suszenie

- koncentrat jadalny

Koncentraty zawierają ok.60% białka i są gorszym preparatem niż izolaty, nie są dobrze rozpuszczalne w wodzie, pęcznieją.

PRODUKCJA IZOLATÓW BIAŁKOWYCH OBEJMUJE:

- płatki lub mąka ( odtłuszczone)

- ekstrakcja roztworem ługu

- koagulacja kwasem

- przemywanie koagulatu:

1) suszenie

- izolat białka nierozpuszczalnego

2) zobojętnianie

- suszenie

- izolat białka rozpuszczalnego

Zalkalizowanie lekkie ma na celu nadanie białku rozpuszczalności w wodzie. Rozpuszczalność ta jest niezbędna, aby przed obróbką cieplną rozprzestrzeniać białko, aby w czasie obróbki cieplnej tworzyła siatkę przestrzenną, która wytworzy żel.

Zawartość białka w izolacie wynosi 92-95%.

Izolaty pozbawione są digocukrów, wielocukrów i innych substancji balastowych, charakteryzują się wysoką rozpuszczalnością.

Dodajemy je gdy:

-mamy problemy z wodochłonnością

- chcemy zwiększyć lepkość

-mamy problem z emulgowaniem

EKSTRUZJA wytłaczanie, dzieli się na zimną i gorącą; w wysokiej temp. i przy wysokim ciśnieniu, wyprowadza się płyn, który pod wpływem tych parametrów i pary wodnej jest rozpraszany i powstają chrupki dla dzieci.

KAZEINIAN SODU uzyskuje się z kazeiny spożywczej, strąconej metodą kwasową i zobojętniona ługiem, a następnie wysuszona.

BIAŁCZAN SODU jest to kazeinian sodu+ białka serwatkowe ( 92% białka mleka)

Oba preparaty są dobrze rozpuszczalne w wodzie, stosunkowo dobrze żelują po obróbce cieplnej. Stosowane w celu uzupełnienia wartości żywieniowych produktów.

BIAŁKA TEKSTUROWANE otrzymywane metodą termoplastycznego wytłaczania, ich struktura może być porowata, blaszkowata lub włóknista.

PREPARATY ENZYMATYCZNE

Mogą być pochodzenia:

- zwierzęcego ( np. podpuszczka, trypsyna, pepsyna)

- roślinnego ( np. papaina, ficyna).

Są one drogie, dlatego są stosowane:

- preparaty enzymatyczne pochodzenia mikrobiologicznego, gdyż są tańsze.

NAJWAŻNIEJSZE ENZYMY TO:

1.Alkalaza źródło: Bacillus lichnioformis, endoproteaza, opt.temp.60ºC,pH 7,5-8,5

2.Neutraza, Bacillus amyloliquefenciens, endoproteaza,opt.temp.45-55ºC, opt.pH 6,5-7,5

3.Protamex Bacillus sp. Endoproteaza, opt.temp.45-60ºC, opt.pH 5,5-7,5

4.Flavovrzyme Aspergillus ovyzae, egzopeptydaza, opt.temp.50ºC,pH 5-7

Enzymy to biokatalizatory występujące w żywym organizmie, nie mogą być syntetyzowane. Największe źródło enzymów to mikroorganizmy.

W białku występują t.zw. bioaktywne fragmenty, które mogą posłużyć do wytwarzania różnych bioaktywnych substancji, np. bioaktywnych preparatów, które są wykorzystywane przez organizm do produkcji hormonów.

TRANSGLUTAMINAZA

- enzym sieciujący białko poprzez łączenie glutaminy z lizyną

- wykorzystywany jest do poprawiania konsystencji, tekstury, czyli do polepszania żelowania

- zaleta: działanie w niskich temp ( od 5-55ºC)

- produkowany jest mikrobiologicznie

PREPARATY TRANSGLUTAMINAZY

1.Activa WM (mięso)

- skład maltodekstryny-99 TG-1

- aktywność 81-134 jedn/g

- rozp. w wodzie dobra

- stabilność w środowisku kwaśnym pH4,5- dobra

2. Activa EB

- kazeinian sodu -60, maltodekstryny 39,5, TG -0,5

- aktywność 34-65 jedn/g

- rozp. w wodzie: dość dobra

- stabilność : dość dobra

Endoenzym katalizuje wiązania wewnętrzne łańcucha, natomiast egzopeptydazy od końca jednego do drugiego.

SOLE SPOŻYWCZE

WODOROWĘGLAN SODU

- Biała substancja krystaliczna

- rozkładająca się w temperaturze powyżej 60 °C.

- Rozpuszcza się w wodzie: w temp. 20 °C 9,6g/100cm³.

- składnik proszku do pieczenia 1/3 reszta to dodatki.

- reguluje pH.

- Dostarcza CO2 do żywności

- Odczyn słabo alkaliczny (alkaliza środowiska w celu zwiększenia wodochłonności i kształtowanie tekstury) i zachowuje się w reakcjach jak słaba zasada.

Z kwasami reaguje z wydzieleniem CO2 i H2O

NaHCO₃ + HCl → NaCl + H₂O + CO₂ (gaz)

Jego własności spulchniające i pianotwórcze wynikają z faktu, że rozkłada się on w temperaturze powyżej 60°C z wydzieleniem dużych ilości dwutlenku węgla:

2 NaHCO₃ → Na₂CO₃ + H₂O + CO₂

WIELOFOSFORANY

- Do niedawna ograniczane w stosowaniu z uwagi na helatowanie(wiązanie) metali

- związki te nie są przyswajalne dla organizmu.

Problem ten rozwiązano:

- zmniejszenie dawki od 0,5 do 0,15

- stosowanie ich razem z innymi solami np. wapniowymi.

-Jedynie fosforany cykliczne mogą powodować zagrożenie. Na rynku występują w postaci gotowych preparatów (np. hamina)

Funkcje:

• efekt fosforanowy-dysocjacja kompleksu aktomiozynowego w mięsie-zwiększenie wchłaniania wody

• lekkie działanie alkalizujące-polepszenie zdolności wiązania wody przez białko

• przeciwutleniacz w wyniku blokowania metali odpowiedzialnych za autooksydację lipidów

Formy i przykłady stosowania:

• kąpiel fosforanowa-peklowanie kawałków mięsa, np. filety rybne 7,5-12,5% haminy przez 1 min, 5 min ociekania

• poprawa właściwości smakowych-blokowanie aminokwasów hydrofobowych w białku o gorzkim smaku

• dodatek bezpośredni-pałeczki rybne z mięsa rozdrobnionego: do 9 części mięsa dodaje się 1 część 0,15% roztworu

dawka powyżej 0,5% daje posmak mydlany

SÓL KUCHENNA

Rodzaje:

1.kamienna krystaliczna wydobywana ze złóż o wysokim stopniu czystości systemem suchym w postaci brył.do bezpośredniego spożycia:

- Kamienna Kłodawa KKI

- Kłodawa KKII

- Wapro KWI

- Wapro KWII

2.sól ważona- rozpuszczalna, wydobywa się ze złóż o większych zanieczyszczeniach systemem mokrym;wymywana,oczyszczona i zagęszczona na koniec krystalizowana. Gatunki:

- WPr próżniowa

- WP panwiowa

-WPB panwiowa cichocinek

• sól morska jest najbardziej zanieczyszczona powyżej 3% zanieczyszczeń

• sól jodowana-otrzymana w wyniku dodawania KI. Wg UE zawartość jodu w soli :0,006% nie wyżej niż 0,01%

• sole dielektryczne-zamiennik soli stołowej SALVITA, zawiera ok. 30-35% mniej Na i 30-35% więcej K, zamiast NaCl- KCl

Ziarnistość soli

określa się przesiewając przez sito.

Sól drobnoziarnista-szybko się rozpuszcza: wędliny, przemysł ryby-25% frakcji drobnoziarnistej.

Wymagania co do składu chemicznego:

-pH 5,5-8,5

-dla mięsnego przemysłu nie powinna przekraczać 7,5 dla kamiennej, 7,0 dla warzonej, ponieważ obecność jonów Ca2+, Mg2+ wpływa żelująco lub denaturująco na białka i hamuje wnikanie soli. MgCl powoduje goryczkę

-skład określa : zawartość czystego NaCl. Najniższa ilość soli kamiennej 96,5%,woli warzonej 97,5%,szlachetne 99%. Substancje nierozpuszczalne w wodzie chlorki magnezu i wapnia 0,05-0,5%. Zanieczyszczenia mechaniczne max 0,005%

szkodliwe działanie jonów Fe:

• katalizują autooksydację

• pogorszenie barwy

• lekka goryczka

wilgotność soli:

• składowana w pomieszczeniach o wilgotności poniżej 75%, aby sól nie zbrylała się

• zbrylaniu soli sprzyja obecność soli o wysokiej higroskopijności MgCl i CaCl2

rozpuszczalność soli

zależy od temperatury 0C-35,7/ 10C-35,8/ 20C 36/ 30C-36,3/ 40C-36,6/ 50C-37/ 100C-39,8

zastosowanie:

poprawa smaku subst spożywczych, stężenie 1-1,5%, a w wyrobach dietetycznych 0,9%.w Polsce dopuszcza się 3%

• utrwalanie żywności-hamowanie rozwoju mikroorganizmów, największą trwałość osiąga się gry stężenie pod koniec produkcji wynosi 9-11%,gdy zawartość wody 50-55% (produkt suszony).faza ciekłą w stanie pełnego nasycenia. Spośród substancji obniżających Aw (glutaminian sodu) to sól jest bardzo skuteczna. Niektóre patogenny np. z gr Clostridium są odporne na sól, pozostają formy wegetatywne

• aktywacja lub hamowanie aktywności enzymów. Przy zasoleniu 14% proces enzymatycznego dojrzewania jest wykluczony-mocne zasolenie. Jednocześnie 10% to słabe zasolenie,które nie utrwala produktu

• pęcznienie lub rozpuszczanie białek mięśniowych

• denaturacja białek

utrwalanie produktów solonych:

• obniżenie pH

• dodanie azotynów-niezbędna ilość 50-300mg/kg azotynów w przeliczeniu na NaO₂ w zależności od aktywności wody, pH, innych dodatków.

---