Niebiałkowe związki azotowe

N

N

N

N

W skład

niebiałkowych związków azotowych

w żywności wchodzą:

-wolne aminokwasy i produkty ich przemian
-peptydy
-kwasy nukleinowe i nukleotydy
-produkty metabolizmu nukleotydów
-TMAO
-lotne aminy
-amoniak
-glukozydy cyjanogenne
-alkaloidy
-związki - heterocykliczne składniki aromatu żywności
(tiazole, oksazole, pirole, pirazyny),itd.
-HAA

Największa zawartość – mięso, ryby

Wolne aminokwasy i peptydy

R

COOH

NH

2

H

R

H

N

H

2

COOH

L- aminokwas

D - aminokwas

Niektóre peptydy pochodzenia drobnoustrojowego

-

dobra rozpuszczalność

aminokwasów w wodzie (najlepiej – prolina,

najsłabiej cystyna i tyrozyna)

wykwity tyrozyny

w solonych rybach

-większa rozpuszczalność w środowisku kwaśnym i zasadowym

Smak aminokwasów w roztworze wodnym

o pH 6-7

Aminokwas

Izomer L

Izomer D

Kwas asparaginowy

obojętny

obojętny

Cystyna

obojętny

obojętny

Tryptofan

gorzki

słodki

Tyrozyna

gorzki

słodki

Izoleucyna

gorzki

słodki

Leucyna

gorzki

słodki

Alanina

słodki

słodki

Seryna

słodki

słodki

Glicyna

słodki

A-H---------B

B--------------H-A

substancja słodka

receptor

Struktura substancji a smak słodki

(wg Schallenberga)

AH

B

γ

Trójpunktowy model odczuwania smaku słodkiego

Grupa o właściwościach hydrofobowych

0,525 nm

0,30 nm

0,314 nm

Właściwości smakowe aminokwasów wynikają

z ich budowy przestrzennej

słodka

bez smaku

słodka

słodka

Glutaminian sodu – potencjator smakowy

-wywołuje wrażenie smakowe znane jako

umami

–

piąty podstawowy smak

NH

2

O

O

NaO

OH

Glu wyizolowano z glutenu pszennego

dodatek do przypraw

• Zazwyczaj obojętny lub gorzki
• Peptydy kwasu glutaminowego i asparaginowego - smak kwaśny

• Estry peptydów kwasu asparaginowego słodkie :

– ASPARTAM (NutraSweet) : L-Asp-L-PheOMe 180 razy słodszy od

sacharozy

Smak peptydów

Smak słodki →

Hydrofobowość peptydów decyduje o ich smaku

-gorzkie peptydy –pożądane np. w produkcji serów

Szczególnie gorzkie powstają na skutek hydrolizy hydro-
fobowego fragmentu β-kazeiny

Pro – Val- Arg – Gly – Pro – Phe - Pro – Ile – Ile - Val

200

209

Peptyd 250 razy bardziej gorzki niż kofeina

Biologicznie czynne peptydy

źródło:

białka mleka

(β-laktoglobulina, α-laktoalbumina, laktoferyna,

frakcje kazeinowe)

Oligopeptydy zbudowane z

hydrofobowych aminokwasów,

odporne na peptydazy

trawienne

Val-Pr-Pro
Tyr-Leu-Leu-Phe
Met-Pro-Phe-Pro-Lys-Tyr-Pro-Val-Gln-Pro-Phe

Izolowane z

fermentowanych produktów mlecznych

Obniżają ciśnienie krwi

– inhibitory konwertazy

angiotensyny

Występowanie aminokwasów

-kwas glutaminowy – sery, pomidory (0.6 i 0.25%)
-mięso ryb – bogate w histydynę, glicynę, alaninę, lizynę, taurynę

Tauryna - produkt degradacji cysteiny

-rola w trawieniu triacylogliceroli (sprzęganie z kwasami żółciowymi)
-neuromediator (ułatwia m.in. procesy uczenia się)

N

NH

N

H

2

O

OH

N

H

N

NH

O

kreatyna

kreatynina

W mięsie dorszy, śledzi

W soku buraka cukrowego:

O

O

H

NH

2

kwas γ-aminomasłowy

Siarkowe pochodne aminokwasów

Prekursory związków zapachowych

S

O

NH

2

COOH

CEBULA

S

NH

2

COOH

O

CZOSNEK

sulfotlenek S-allilocysteiny

sulfotlenek S-(prop-1-enylo)-cysteiny

β-aminopropionitryl

-w nasionach groszku pachnącego
-wywołuje

latyryzm

C

N

N

H

2

NH

2

O

O

N

H

OH

NH

2

O

OH

O

N

H

NH

2

O

O

N

H

OH

teanina

5-N-metyloglutamina

5-N-etyloasparagina

Składniki herbaty

Aminokwasy niebiałkowe

i metabolity aminokwasów

Betainy – trimetylowe pochodne aminokwasów

N

COO

R

+

_

-w korzeniu buraka cukrowego

N

COO

+

_

trimetyloglicyna

N

COO

OH

_

L-karnityna

+

-w mięsie, rybach, kiełkach zbóż

Przemiany aminokwasów w czasie przechowywania

i przetwarzania

-enzymy endogenne
-procesy technologiczne
-działalność mikroflory

N

H

N

H

N

H

NH

2

O

OH

tryptofan skatol indol

Źródło zapachu zepsutych ryb

-uwalnianie amoniaku z aminokwasów

H

N

H

2

COOH

R

R

O

COOH

NH

3

+

O

2

-rozkład aminokwasów siarkowych

NH

2

O

S

H

OH

O

S

H

OH

S

H

NH

2

S

H

cysteina Cys

- CO

2

- NH

2

CH

4

+ CH

3

SH

- CO

2

CH

3

NH

2

+ CH

3

SH

CH

4

+ H

2

S

kwas tiolopropionowy

etanotiol

aminoetanotiol

-dekarboksylacja aminokwasów

NH

2

O

N

N

H

OH

N

N

H

NH

2

NH

2

O

N

H

2

OH

NH

2

N

H

2

NH

2

O

OH

O

H

NH

2

O

H

N

H

O

OH

NH

2

N

H

NH

2

histydyna

histamina

- CO

2

lizyna

kadaweryna

tyrozyna

tryptofan

tyramina

tryptamina

Aminy biogenne

żywność fermentowana

(sery,wino, piwo, kawa),
owoce, warzywa, mięso, ryby
oraz
produkty

silnie

zakażone mikrobiologicznie

Inne źródła amin w żywności

-termiczny rozkład fosfolipidów

R C

O

H

R'

H

N

H

2

COOH

RCH

2

NH

2

C

O

COOH

R'

+

+

powstaje

cholina, etanoloamina

-transaminacja aldehydów

- redukcja lub rozkład

TMAO

N

N

H

C

O

H

N

H

O

+

Lotne aminy

– związki zapachowe piwa, wina, herbaty,

czekolady

N

H

2

N

H

NH

2

NH

2

NH

2

Dużo metyloamin

występuje w rybach, mięsie, produktach mlecznych

Trimetyloamina

–

nośnik charakterystycznego zapachu rybiego, aromat

surimi

Dodatek cytryny:

(CH

3

)

3

N + H

+

→ (CH

3

)

3

NH

+

nielotna sól amoniowa

N-nitrozoaminy

-udowodnione działanie rakotwórcze w stosunku do zwierząt
-najsilniejsze działanie wykazuje N-nitrozodimetyloamina
-

powstają w reakcji amin z azotanami (III)

H

N

R

R'

N

R

R'

N O

+

HNO

2

R

N

R

R

N

R

R

N O

R O N O

HNO

2

+

+

Mechanizm reakcji nitrozowania amin II-rzędowych

O

N

O

N

O

2HONO

+

H

2

O

O

N

O

N

O

H

+

N

+

O

HONO

+

+

N-nitrozoamina

N

+

O

R

N

R

H

N

O

N

R

R

H

N

O

N

R

R

+

_

- H

+

_

+

Szybkość reakcji

zależy od:

-zasadowości amin
-odczynu środowiska

Największa szybkość przy silnie zasadowych aminach
w środowisku o pH=3.3

-temperatury (większe ilości N-nitrozoamin w smażonym bekonie,
tworzenie N-nitrozoamin w warunkach zamrażalniczych)

-obecności jodków, bromków (sprzyjają reakcji)

-obecności związków tiolowych (hamowanie reakcji ale także reakcje
transnitrozowania –

środowisko zasadowe!!!)

-obecność przeciwutleniaczy

(kwas askorbinowy, tokoferole)

Reagują z azotanami (III) hamując reakcję

Źródła N-nitrozoamin w diecie człowieka

-smażony boczek
-peklowane i wędzone produkty mięsne
-wędzone ryby
-piwo (

w mniejszym stopniu (uff!))

N

N

O

N

N

N

O

N

O

N

O

N

O

N

N

O

S

N

N

O

N-nitrozodimetyloamina

N-nitrozopiperazyna

N-nitrozomorfolina

N-nitrozotiazolidyna

N-nitrozopirolidyna

N

N

O

N

N

O

COOH

N

H

COOH

N-nitrozopirolidyna

HNO

2

- CO

2

prolina

T

Najczęściej występujące

nitrozoaminy

w żywności

(do kilkudziesięciu μg/100g)

Prekursorem

może być

prolina:

Rola formaldehydu w powstawaniu

N-nitrozoamin

S

N

N

O

H

C

O

H

S

N

H

CH

HSCH

2

NH

2

COOH

S

N

H

HOOC

S

N

N

O

HOOC

N-nitrozotiazolidyna

HSCH

2

CH

2

NH

2

HNO

2

HNO

2

- CO

2

kwas N-nitrozotiazolidynokarboksylowy

Alkaloidy purynowe

N

N

N

N

O

O

N

H

N

N

N

O

O

N

N

N

N

H

O

O

kofeina

teofilina

teobromina

rośliny z rodzajów

Cola,

Coffea

stymulant oddziałujący na
korę mózgową

N

O

H

N

H

O

O

H

solanidyna

tomatydyna

Glikoalkaloidy sterydowe

<200 mg/kg, ilość wzrasta w ziemniakach porośniętych

toksyczne