NIEBIAŁKOWE ZWIĄZKI AZOTOWE

Produkty żywnościowe zawierają azot nie tylko związany w białka, ale również inne związki
zarówno organiczne jak i nie organiczne- aminokwasy, peptydy, kwasy nukleinowe, nukleotydy i
produkty ich metabolizmu, aminy, tlenek trimetyloaminy (TMAO), mocznik, glukozydy i
heterozydy cyjanogenne, alkaloidy i inne składniki aromatu żywności- tiazole, oksazole, pirole,
pirazyny. Ilośc niebiałkowych związków azotowych zależy od rodzaju żywności.
I tak:
-w mięsie, rybach i bezkręgowcach morskich od ok. 15% (w przeliczeniu na azot)
-w mięsie ryb białych do ok. 55% w mięsie spodoustych (np. rekiny).
Z reguły mięśnie czerwone są zasobniejsze w azot niebiałkowy od mięśni białych. Natomiast w
warzywach azot niebiałkowy stanowi 20-65% całkowitej zawartości azotu.

Aminokwasy
*glutaminian sodu- występuje w stanie wolnym w wielu artykułach żywnościowych, zazwyczaj w
ilości mniejszych niż 0,1% z wyjątkiem serów (0,6%) i pomidorów (0,25%). należy do
potencjatorów smakowych, wzmaga smakowitość produktów, a sam wywołuje wrażenie skamowe
jako umami. E celu wzbogacenia smaku związek ten dodawany jest do potraw zwykle wilości 0,2-
0,8 %
*histydyna, alanina, glicyna, lizyna, prolina, tauryna (produkt dekarboksylacji kwasu
cysteinowego)- Występuje w mięsie zwierząt rzeźnych, ryb i skorupiaków. Szczególnie dużo w
mięsie ryb występuje histydyny, która ulega dalszym przemianom do amin biogennych.
*prolina- stanowi 50-85% wolnych aminokwasów w miodzie
*aminokwasy niebiałkowe- kilkadziesiąt występuje w owocach i warzywach np. kwas γ-
aminomasłowy- w soku buraka ćwikłowego
-pochodne aminokwasów zawierające siarkę- sulfotlenek S-(propylo-1-enylo) cysteiny [nie jestem
pewna czy to jest dobrze], który występuje w cebuli, a S-(propylo-1-etylo)cysteina [ [nie jestem
pewna czy to jest dobrze] czosnku są prekursorami charakterystycznych dla nich związków
zapachowych uwalnianych wskutek enzymatycznych przemian.
-kwas 2,4-diaminomasłowy i β-amonipropylonitryl- (wywołujący osteolatyryzm) zawierają
niektóre nasiona roślin strączkowych(lędzwian)
-trimetyloglicyna- w korzeniu buraka cukrowego
-homobetaina- pochodna β-alaniny występuje w mięsie
-karnityna- pochodna kwasu β-hydriksy-γ-aminomasłowego- w mięsie, rybach, drożdżach, kiełkach
pszenicy
-stachydryna- pochodna proliny obecna jest w skórce cytryny i w lucernie

Pod wpływem działania enzymów, mikroflory czy w trakcie obróbki w procesach technologicznych
ulegają
-deaminacji z wydzieleniem amoniaku;
-dekarboksylacji- z aminokwasów siarkowych uwalniany jest siarkowodór.

Bakteryjny rozkład tryptofanu prowadzi do powstania indolu i skatolu o odrażającej woni kału.

Peptydy
W mięsie wołowym, drobiowym i mięsie zwierząt morskich występują 3 cykliczne dipeptydy:
-

Karnozyna (β-alanylo-L-histydyna) – dipeptyd złożony z dwóch aminokwasów: beta-alaniny i

histydyny. Występuje głównie w mięśniach.

-Anseryna -

(β-alanylo-N-metylo-L-histydyna) – organiczny związek chemiczny z grupy

peptydów, dipeptyd składający się z dwóch aminokwasów: β-alaniny i L-histydyny rozbudowanej o
grupę metylową (-CH

3

) biegnąca z atomu azotu grupy aminowej (-NH

2

). Występuje głównie w

mięśniach szkieletowych i mózgu. Anseryna pełni w organizmie ssaków rolę antyoksydantu.

-Balenina

(β-alanylo-1-metylo-L-histydyna)

W ostatnich latach wyizolowano z żywności, również pochodzenia roślinnego i scharakteryzowano
szereg peptydów, wykazujących aktywność biologiczną. Wśród nich znalazły się fizjologicznie
czynne peptydy o aktywności
-antywirusowej
-antybakteryjnej
-peptydy neuroaktywne
-immunoaktywne
-peptydy regulujące działanie enzymów i hormonów

Substancje te posiadają zróżnicowaną budowę- zaliczamy do nich zarówno proste dipeptydy jak i
liniowe czy cykliczne oligo- lub polipeptydy, w których reszty aminokwasowi są często dodatkowo
zmodyfikowane w procesie glikozylacji, fosforylacji czy acylacji.

Od dawna jest już znane znaczenie produktów częściowej proteolizy białek głównie występujących
w serze, w odbiorze wrażeń smakowych.
Peptydy różnorodnego pochodzenia, o różnej sekwencji aminokwasowej mogą być źródłem
wszystkich podstawowych smaków:
-słodkiego
-gorzkiego
-kwaśnego
-słonego
-umami
Peptydy o smaku gorzkim wyizolowano z kakao, sake, hydrolizatów białkowych.
Peptydy charakteryzują się właściwościami przeciwutleniającymi. Posiadają one zdolność
neutralizowania rodników nadtlenowych, powstających w żywności głównie w utlenianiu kwasów

tłuszczowych, jak również są akceptorami jonów metali ciężkich, dzięki czemu mogą zapobiegać
powstawaniu wolnych rodników.
Żywność pochodzenia roślinnego jest bezpośrednim źródłem bioaktywnych peptydów.
W nasionach roślin strączkowych (grach, fasola, soja, soczewica) powszechnie występują inhibitory
proteaz, które ograniczają działanie enzymów proteolitycznych, obniżają więc przyswajanie białek.
Z drugiej strony mogą wykazywać korzystne działanie w walce z rakiem, poprzez ograniczenie
dostępności aminokwasów potrzebnych do budowy komórek rakowych, czy odwrócenie zmian,
spowodowanych ekspresją onkogenów.

Inhibitory enzymów proteolitycznych

W roślinach obok białek zapasowych, enzymatycznych i strukturlnych występują białka
charakteryzujące się zdolnością do hamowania enzymów proteolitycznych. Inhibiotory proteaz w
największych ilościach spotyane są w nasionach roślin motylkowych,ziarniakach zbóż oraz w
bulwach ziemniaków i korzeniach buraków. Ich zawartośc stanowi od 0,1 do 1 % ilości białka.
Inhibitory proteaz tworzą kompleksy z enzymami wskutek czego te ostatnie tracą swoją aktywość.
Pod względem budowy chemicznej są to drobnocząsteczkowe białka lub polipeptydy, których masy
cząsteczkowe nieprzekraczają zwykle 20 000 daltonów. Większośc z nich zbudowana jest z 70-90
reszt minokwasowych i bardzo rzadko zawierają komponentę cukrową.
Rośliny i inhibitory proteaz zostały podzielone na siedem grup według podobnej sekwencji i
położenia centrum aktywnego.

I. Inhibitory trypsyny z soi ( Kunitz)
II. Inhibitory proteaz z soi ( Bowman-Birk)
III. Inhibitory I z ziemniaków
IV. Inhibitory II z ziemniaków
V. Inhibitory z dyniowatych
VI. Inhibitory trypsyny z jęczmienia
VII.

inne inhibitory

Podstawowym badaniem pozwalającym wyjaśnić mechanizm inhobicji jest poznanie sekwencji
aminokwasów oraz struktur inhibitorów. Do najlepiej poznanych należą inhibitory sojowe. Spośród
10 występujących w tych nasionach białek o aktywności antyproteolitycznych szczególnie dobrze
poznane są dwa:

-wydzielona przez Kunitza tzw. STI ( soybean tripsin inhibitor). Może być inaktywowany
termicznie i przez soki żołądkowe. Tylko kilka jego homologów...(?)...

-dominujący w roślinach strączkowych inhibitor Bowmana-Birka BBI ...(?)....

W ziemniakach, grzybach i jabłkach występują peptydowe inhibitory polifenolooksydazy. Obok
ograniczenia aktywności tego enzymu zmniejszają one również proces enzymatycznego ciemnienia
żywności.

W wielu roślinach występują lektyny (fitoaglutyniany), białka często z komponentą cukrową,
posiadające zdolność aglutynacji- poprzez łączenie się z erytrocytami powodują ich aglomerację.
Lektyny mogą wywoływac stany zapalne komórek nabłonka, tkanek limfatycznych i uszkodzenia
wątroby.
Z drugiej strony prowadzone są prace nad ich wykorzystaniem w terapii chorób nowotworowych.

Kolejną gr aktywnych peptydów pochodzenia roślinnego są fitochelatyny- funkcjonalne analogi
zwierzęcych metalotionein. Fitochelatyny zawierają w swoim składzie kwas glutaminowy, cysteinę,
glicynę.
Posiadają one zdolność chelatowania jonów metali, zwłaszcza ciężkich, takich jak Cu, Zn, Ni, Pb,
Cd, Hg. Odgrywają one ważną rolę jako detoksykanty; przypisuje się im również udział w
gospodarce mikroelementami, w której są donorami metali w procesie biosyntezy metaloenzymów.

Aminy
Lotne aminy- metyloamina, dimetyloamina, propyloamina, butyloamina, izobutyloamina,
izoamyloamina są składnikami związków zapachowych wina, piwa, herbaty i czekolady.

W mięsie zwierząt morskich prekursorem lotnych amin jest tlenek trimetyloaminy-TMAO. Pod
wpływem enzymów endogennych lub bakteryjnych ulega on redukcji do trimetyloaminy- TMA,
który to związek jest przyczyna charakterystycznego zapachu śniętych ryb.
W procesie dekarboksylacji aminokwasów powstają aminy, które z uwagi na swoją aktywność
biologiczną zwane są aminami biogennymi.
-Cysteamina, składnik koenzymu A powstaje z cysteiny
-histamina, tyramina, tryptamina- hormony tkankowe odpowiednio z histydyny, tyrozyny,
tryptofanu
-putrescyna- należąca do poliamid bezpośrednio z ornityny lub w procesie hydrolizy agmatyny,
powstałej w wyniku dekarboksylacji argininy; metionina natomiast jest prekursorem spermidyny i
sperminy
-putrescyna i spermidyna występują w komórkach roślinnych, dodatkowo pytrescyna jest
nagromadzona w owocach cytrusowych. Przechowywanych w niskich temp.

Najważniejsze aminy biogenne w organizmie ludzkim

Aminokwas

Produkt
dekarboksylacji

Działanie i występowanie

Histydyna

Histamina

Hormon tkankowy
obniżający ciśnienie

Lizyna

Kadaweryna

Stabilizator rybosomów;
produkt metabolizmu bakterii

Arginina

Agmatyna

Produkt metabolizmu bakterii
przewodu pokarmowego

Kwas
asparaginowy

β-alanina

Składnik koenzymu A

Kwas glutaminowy Kwas γ-

aminomasłowy

Produkt przemiany
metabolicznej mózgu,
neuroprzekaźnik

Seryna

Etanoloamina

Składnik fosfatydów i
choliny

Treoina

Propanoloamina

Składnik witaminy B12

Cysteina

Cystemina

Składnik koenzymu A

Tyrozyna

Tyramina

Hormon tkankowy

Trypyofan

Tryptoamina

Hormon tkankowy

5-
hydroksytryptofan

Serotonina

Hormon tkankowy
podwyższający ciśnienie we
krwi, neuroprzekaźnik

Tryptamina i serotonina występują w dużej ilości w kawie, winie, piwie, owocach, warzywach,
mięsie i rybach, duże ilości tyraminy (powyżej 0,1g/100g) zawierają niektóre sery.

Histamina występuje powszechnie w mięsie ryb i niewłaściwe przechowywanie surowca może
doprowadzić do zbytniego jej nagromadzenia, będącego przyczyną zatruc pokarmowych.

Aminy drugo- i trzeciorzędowe ulegają reakcji nitrozowania pod wpływem azotanów (III),
powstającego z nich bezwodnika N

2

O

3

, jego proponowanej formy i kationu nitrozoniowego.

W wyniku reakcji powstają N-nitrozoaminy(NNA), związki posiadające działanie rakotwórcze.
Powstawaniu takich szkodliwych związków sprzyja obróbka cieplna (smażenie, wędzenie). W
trakcie procesów cieplnych w produktach zasobnych w białko powstają heterocykliczne aminy
aromatyczne (HAA), które również wykazują działanie mutagenne i kancerogenne.