Charakterystyka chemiczna i metody oznaczania
Białka należą do najważniejszych składników pokarmowych, niezbędnych do utrzymania życia.
Białka są to makrocząsteczki o złożonej strukturze chemicznej, których elementarne części składowe stanowią aminokwasy, zbudowane z atomów węgla, tlenu, azotu, wodoru oraz siarki.
Atomy te tworzą proste związki noszące nazwę aminokwasów, które stanowią elementarne części składowe białek.
Wszystkie aminokwasy mają podobną podstawową strukturę: szkielet węglowy, w którym wartościowości atomu węgla są wysycone atomem wodoru (H), grupą aminową (NH2), grupą karboksylową (COOH) oraz tzw. łańcuchem bocznym, który może np. stanowić grupa metylowa CH, lub bardziej rozbudowany rodnik (R) składający się z większej liczby atomów węgla (alifatyczny lub aromatyczny).
W ustroju człowieka występuje 18 aminokwasów, różniących się budową i długością łańcucha bocznego, a także oddziaływaniem (kwaśny, zasadowy lub obojętny). Wyróżnia się też aminokwasy o wydłużonym łańcuchu bocznym (izoleucyna, leucyna i walina), które mają odmienne własności biologiczne od pozostałych aminokwasów, a miejscem ich katabolizmu nie jest wątroba, lecz mięśnie szkieletowe.
Poszczególne aminokwasy łączą się ze sobą za pomocą tzw. wiązania peptydowego, które powstaje w wyniku odłączenia grupy OH od grupy karboksylowej oraz atomu H od grupy aminowej, z wytworzeniem jednej cząsteczki wody.
Związek, składający się z dwóch aminokwasów, jest dipeptydem. Podobnie powstają tri- i tetrapeptydy, natomiast związki złożone z wielu aminokwasów nazywa się polipeptydami. Większość białek prostych to polipeptydy o łańcuchach składających się niekiedy z kilkuset aminokwasów. Białka złożone, poza aminokwasami, zawierają także inne składniki, np.: metale, cukry, lipidy, barwniki itp. Ilość i sekwencja poszczególnych aminokwasów określa tzw. strukturę drugorzędową białek. Struktura trzeciorzędowa zależy od przestrzennego ułożenia łańcuchów aminokwasów (tzw. konformacji). Niektóre łańcuchy boczne (hydrofilne) mają dodatnie lub ujemne ładunki elektryczne i są przyciągane przez cząsteczki wody, inne (hydrofobowe) o obojętnym ładunku są przez cząsteczki wody odpychane. Powoduje to pofałdowanie łańcucha polipetydowego i tworzenie różnych przestrzennych konfiguracji, niekiedy złożonych z kilku powiązanych ze sobą łańcuchów, tworzących duże cząsteczki białkowe. Struktura trzeciorzędowa białek jest bardzo wrażliwa na warunki środowiska. Ogrzewanie białek oraz działanie kwasów i zasad powoduje zmianę struktury przestrzennej (np. rozfałdowanie). Jest to tzw. denaturacja białek, z którą wiąże się utrata
funkcji biologicznej danego białka, np. enzymu. Przykładem denaturacji jest ścinanie białka jaja pod wpływem ogrzewania.
Zawartość białka w żywności i racjach pokarmowych oznacza się najczęściej metodą Kjeldahla, mnożąc określoną po hydrolizie, destylacji i miareczkowaniu zawartość azotu ogólnego przez odpowiedni przelicznik, wyrażający średnią zawartość azotu w białkach produktów żywnościowych. Zawartość ta zależnie od rodzaju produktu waha się od 15% (np. dla mąki pszennej) do 17% (np. dla produktów mlecznych) i średnio wynosi 16%. Dlatego przeciętna wartość przelicznika do obliczania zawartości białka w racji pokarmowej jest równa 16/100, czyli 6,25. Do oznaczenia białka we krwi służą metody diagnostyki klinicznej, np. metoda biuretowa. Zawartość poszczególnych aminokwasów oznacza się chromatograficznie.
Rola i przemiany białek w organizmie
Białka stanowią zasadniczy element budowy wszystkich tkanek ustroju człowieka i wielu czynnych biologicznie związków, jak enzymy i hormony. W tej postaci białka regulują procesy przemiany materii i wiele funkcji ustroju, zapewniając jego prawidłowy stan oraz przystosowanie się do zmian środowiska zewnętrznego. Białkami są również przeciwciała i inne elementy układu odpornościowego ustroju, odpowiedzialne za jego obronę przed działaniem drobnoustrojów i wirusów oraz innych zewnętrznych czynników patogennych. Białka biorą również udział w utrzymaniu bilansu wodnego, regulując zawartość płynów w układzie krążenia oraz w przestrzeniach wewnątrz- i pozakomórkowych. Dzięki swoim własnościom buforującym białka współuczestniczą w utrzymywaniu równowagi kwaso-zasadowej ustroju. Jeszcze inną funkcją białek jest rola transportowa; będąc związane z błonami komórkowymi, gdzie działają na zasadzie "pompy", lub znajdując się we wnętrzu komórek białka przenoszą różne substancje przez błony komórkowe - z jednego do drugiego krańca komórki. Białka obecne w płynach ustrojowych transportują substancje odżywcze oraz leki. Przykładem takiego białka jest hemoglobina przenosząca w ustroju tlen z płuc do tkanek obwodowych. Odpowiedni dowóz białek decyduje o normalnym wzroście i rozwoju człowieka, regeneracji wydalanych lub uszkodzonych tkanek (np. złuszczającej się ciągle skóry lub gojeniu ran), a zatem o zdrowiu człowieka.
Mleko
Orientacyjna ocena kwasowości:
Próba alkoholowa - do 5ml mleka dodać 5ml etanolu 70% i silnie wymieszać. Ścięcie się mleka świadczy o kwasowości powyżej 100SH.
Podwójna próba alkoholowa - do 5ml mleka dodać 10ml etanolu 70%. Mleko ścina się przy kwasowości 80SH.
Ocena kwasowości mleka metodą Soxhleta-Henkla:
2% alkoholowy roztwór fenoloftaleiny;
0,25n NaOH;
pipeta do miareczkowania;
kolba stożkowa 100ml;
Do 50 ml mleka dodajemy 2ml fenoloftaleiny i miareczkujemy kroplami o,25n NaOH do zabarwienia różowego. Ilość kropli 0,25n NaOH x 2 = kwasowość w 0SH
Kwasowość 70 SH - mleko świeże
Kwasowość ↑ 100 SH - ścina się w gotowaniu
Kwasowość ↓ 60 SH - neutralizacja mleka /zapalenie wymion u krów/
Fałszowanie mleka wodą: ciężar właściwy mleka wynosi 1,027 - 1,035.
Ciężar właściwy mleka mniejszy od 1,027 świadczy o rozwodnieniu mleka. Do pomiaru gęstości mleka służy laktodensymetr. Gdy temperatura mleka jest wyższa od 150C to do odczytanego wyniku należy dodać poprawkę 0,0002 na każdy stopień różnicy.
Wykrywanie sody w mleku: dodanie sody do mleka hamuje rozwój bakterii kwasu mlekowego.
cylinder szklany;
kwas rozolowy;
alkohol etylowy 70%
Do 10ml mleka dodać 10ml etanolu 70% oraz 5 kropli kwasu rozolowego. Zabarwienie amarantowe świadczy o zabarwieniu sody w mleku.