Reakcje Maillarda

Reakcje chemiczne zachodzace najczesciej pod wplywem ciepła - do 65^oC, pomiedzy aminokwasami a cukrami redukującymi. Grupa karboksylowa węglowodany reaguje z grupą aminową aminokwasu tworząc wode i zwiazek typu N-podstawionej glukozoaminy - subst o ciemnym, zwykle brunatnym zabarwieniu i charakteryst zapachu.

Inne procesy prowadzące do brązowienia podczas obróbki term.: piroliza rozkład termiczny

Karmelizacja cukry pow. 65^oC, srodowisko bezwodne.

Etapy R. Maillarda:

1. Kondensacja zwiazku aminowego i karbonylowego, w której trójwartościowy azot aminowy, posiadajacy wolną niewiążącą pare elektronow, reaguje jako nukleofil z grupą karbonylową. Powstały zwiazek traci czast. wody tworząc zasadę Schiffa (N-glikozyloaminę).

OH

H-C=O + H₂N-R₁ H-C-NH-R₁ ↔ H-C=N-R₁

R R R

W zaleznosci od tego czy w reakcji brała udział aldoza czy ketoza powstaje - aldozyloamina lub ketozyloamina. Jest to reakcja odwracalna. Silne zasady mogą katalizować tę reakcje poprzez oderwanie protonu od nukleofila. Aldozyloaminy i ketozyloaminy jako zwiazki nietrwale szybko ulegaja przemianom. Aldozyloaminy ulegają przegrupowaniu Amadori do 1-amino-1-deoksy-2-ketoz. Natomiast ketozyloaminy przegrupowaniu Heynsa do 2-amino-2-deoksy-1-aldoz. Zwiazki powstajace w wyniku tych przegrupowan sa pierwszysmi trwałymi produktami poczatkowych etapów r. Maillarda.

2. Ketozoaminy (prod przegrupowania Amadori) ulegaja reakcjom degradacji. W zależnosci od warunkow i srodowiska reakcje degradacji mogą przebiefgac 3 drogami. A - wolny wodór grupy aminowej ketozoaminy może reagowac z drugą czasteczka aldozy dając diketozoamine. Powstała czasteczka jest jednak mniej trwałaniz monoketozoamina w zwiazku z tym, w pH powyżej 5,5 ulega rozpadowi dając monofruktozoamine i bezazotowe zwiazki weglowe. B - w srodowisku kwasnym na drodze enolizacji z produktow Amadori powstaje 1,2-enoaminol, który nastepnie traci grupe hydroksylową przy weglu C3 oraz ulega deaminacji przy weglu C1. na tej drodze degradacji powstajee m.in. 5-hydroksymetylofurfural 5HMF (jeśli substratem wyjsciowym była heksoza) oraz szereg zwiazkow, które w trzecim etapie mogą ulegac dalszym przemianom do produktow nadajacych brunatne zabarwienie. W srodowisku obojetnym i zasadowym z produktow przegrupowania Amadori powstaje 2,3-enodiol, który po deaminacji ulega dalszym przekształceniom do reduktonów, zwiazkow dikarboksylowych i aldehydow. C - reakcja degradacji Streckera, która polega na oksydatywnej degradacji aminokwasow powstałymi w wyniku rozpadu ketozoamin zwiazkow dikarboksylowych. Cecha charakterystyczna jest powstawanie ditlenku wegla. Degradacja Streckera przebiega głownie w zywnosci poddawanej dzialaniu bardzo wysokich temp. i zawierajacej duzo wolnych aminokwasow. Jej produktami może być szereg niskoczasteczkowych zawiazkow lotnych nadajacych aromat zywnosci przetwarzanej.

3. Końcowy etap reakcji Maillarda polega głównie na polimeryzacji i konwersji molekuł niskocząst., takich jak furfurale, produkty rozkładu produktów przegr. Amadori i reduktonow w wysokoczast. zwiazki nadajace barwe przetwarzanym produktom zywn. tzw. barwniki melanoidowe.

Oprócz wysokoczast pigmentow - melanoidów, w nastepstwie reakcji Maillarda powstaje szereg zwiazkow o niskiej masie czast., nadajacych okreslony smak, posmak i aromat. Są to:

• Proste produkty dehydratacji i fragmentacji cukrow - furany, pirony, cyklopentany, zw karbonylowe i kwasy.

• Proste produkty degradacji aminokwasow - aldehydy i zwiazki siarki.

• Niestabilne produkty kolejnych reakcji - pirole pirydyny, imidazole, pirazyny, oksazole, tiazole, produkty kondensacji aldolowej.

Czynniki wpływające na przebieg r. Maillarda:

• Temperatura - podczas ogrzewania produktow stopien przebiegu reakcji M wzrasta wraz ze wzrostem temperatury.

• Aktywność wody - r.M. zachodzą wzgl wolno w produktach o wysokiej wilgotnosci, natomiast sa reakcjami dominującymi - nawet w temp pokojowej - w produktach z niską zawartością wilgoci. Wystepuje zwiekszona koncentracja reagentow w efekcie odwodnienia. Optymalne warunki to a_w 0,5-0,8. poniżej 0,4 szybkosc reakcji maleje co ma zwiazek obniżeniem się szybkosci dyfuzji reagentów w środowisku bezwodnym.

• pH - W zależności od pH środowiska reakcje Maillarda biegną różnymi drogami:

pH <6/ pH niskie - z produktów przegrupowania Amadori powstają głównie furfurale, pH >6 - są to raczej reduktony i produkty ich rozszczepienia.

• Inne czynniki

- zwiększenie cukrów redukujących przyspiesza przebieg reakcji Maillarda

- dodatek soli żelaza i miedzi do roztworów białkowo-cukrowych powoduje przyspieszenie reakcji Maillarda, podczas gdy

- sole cyny i manganu hamują.

Przebieg reakcji Maillarda w produktach mlecznych:

W produktach mlecznych reakcje Maillarda zachodzą głównie między grupą ε-aminową lizyny i laktozą, co prowadzi do powstania laktozylolizyny związanej z białkami (zasada Schiffa), a z niej, w wyniku przegrupowania Amadori, laktulozolizyny (ε-N-deoksylaktozylo-L-lizyny).

Bardziej podatna na redukcje jest lizyna wchodząca w skład kazeiny niż białek serwatkowych.

Produkty nieenzymatycznego brunatnienia mają negatywny wpływ na wartość odżywczą i zdrowotną żywności:

• Powodują degradację niezbędnych aminokwasów, głównie lizyny.

• Produkty reakcji Maillarda ograniczają strawność białek

• Są inhibitorami enzymów trawiennych (proteaz i disacharydaz)

• Wykazują zdolność do chelatowania jonów metali, co powoduje m.in. hamowanie działania metaloenzymów

• Chelatowanie powoduje zwiększona absorpcje wapnia w jelicie, który jednak jest niedostępny biologicznie i wydalany z moczem. Wydalanie wapnia z organizmu powoduje również zmniejszoną wytrzymałość kości

• Produkty reakcji Maillarda kumulują się wątrobie, nerkach i trzustce, powodując patologiczne zmiany w tych narządach u zwierząt doświadczalnych

Hydratacja.

• Woda jest bardzo dobrym rozpuszczalnikiem (w przeciwieństwie do innych większych cieczy); sól rozpuszcza się tylko w wodzie

• W polu elektrycznym kationów i anionów wodne dipole układają się w uporządkowany sposób, odpowiednio do ładunku jonów

• Tworzą one powłokę hydratacyjną i osłaniają centralny jon do przeciwnie naładowanych jonów

• Często jony metali występują jako heksahydranty [Me(H₂O)₆]

Przepływ elektroosmotyczny

Bez różnicy stężeń, jednakowo z kationami i anionami;

Jeśli w rurce umieścimy roztwór elektrolitów, a po przeciwnych stronach rurki przyłożymy napięcie to zacznie przesuwać się cała masa (cały roztwór), odbywa się bez spadku ciśnienia (jony ciągane są przez cząsteczki wody).

• Tym samym elektrycznie naładowane grupy w cząsteczkach organicznych (np. grupy karboksylowe, amonowe, fosforanowe) są dobrze uwodnione, co przyczynia się do ich rozpuszczalności w wodzie

• Obojętne cząsteczki z wieloma grupami hydroksylowymi, takie jak glicerol albo cukier, są również dobrze rozpuszczalne, gdyż mogą tworzyć wiązania wodorowe z cząsteczkami wody

• Im większy jest udział polarnych grup funkcyjnych w cząsteczce, tym lepsza występuje hydrofilność (rozpuszczalność)

Cząsteczki, które wyłącznie lub przeważnie składają się z części węglowodorowych, rozpuszczają się w mniejszym stopniu albo w ogóle nie rozpuszczają się w wodzie. Jest to dzianie hydrofobowe.

Podstawowe formy wody występujące w żywych tkankach, (Labuza, 1970).

Woda wolna

Wykazuje prężność pary równej prężności pary czystej wody. Stanowi większą część wody zawartej w żywności nieprzetworzonej lub przetworzonej.

- prężność pary nad roztworem (cukru, soli itp.) jest mniejsza niż prężność pary nad czystą wodą.

- każda substancja rozpuszczona w wodzie obniża prężność pary nad tym roztworem

Woda związana

Woda w produkcie charakteryzująca się obniżoną aktywnością i dostępnością (obserwuje się przy obniżaniu zawartości wody poniżej 50%).

Rodzaje wody związanej:

Woda związana to ta, która zlokalizowana w bezpośrednim sąsiedztwie substancji rozpuszczalnych lub zawieszonych, ma zmniejszoną aktywność, obniżone właściwości od pozostałej masy wody zawartej w materiale i nie zamarza do temperatury -40ºC.

• Woda strukturalna (<0,03%)

(krystaliczna, związana chemicznie)

Jest integralną częścią składników nie wodnych, ulokowana w wolnych przestrzeniach makrocząsteczek lub związana w postaci wodzianów.

• Woda związana w postaci monowarstwy (0,1-0,9%)

Silnie oddziaływuje z grupami polarnymi i zjonizowanymi składników nie wodnych.

• Woda związana w dalszych kilku warstwach (1-5%)

O strukturze uporządkowanej wokół hydrofilowych grup składników nie wodnych, stabilizowana wiązaniami wodorowymi, utworzonymi miedzy tymi grupami a wodą oraz między cząsteczkami samej wody.

• Woda uwięziona (5-96%)

O właściwościach wody wolnej, ale uwięziona w niewypełnionych przestrzeniach składników strukturalnych lub w żelach, przez co jej przepływ jest utrudniony

Kamień kotłowy.

- powstaje z soli rozpuszczalnych w wodzie zasilającej - z kwaśnego węglanu wapnia Ca(HCO₃)₂ i magnezu Mg(HCO₃)₂

- sole te tworzą tzw. twardość węglanową wody - siarczanów (CaSO_4, MgSO₄), krzemianów (CaSiO_3, MgSiO₃), chlorków wapnia i magnezu

- w kamieniu kotłowym znajdują się także tlenki żelaza i magnezu

- kamień zmniejsza przewodność ścianek; przez co trzeba dostarczać więcej ciepła - STRATA

- powoduje pęknięcia, a nawet eksplozje kotła, wzrost zużycia paliwa

1. W przemyśle piwowarsko-słodowniczym.

- twardość wody może być bardzo różna, w zależności od typu piwa

Np. piwo pilzneńskie wytwarzane jest z wody bardzo miękkiej o twardości 2ºn, natomiast wymagana twardość do piwa dortmundzkiego wynosi 40ºn.

- zasadowość ogólna powinna być niska, mniejsza od twardości wody

- niepożądana jest obecność wapnia i magnezu w postaci wodorowęglanów (obecność magnezu - zwiększenie intensywności goryczki piwa)

- krzem, podobnie jak żelazo, działa niekorzystnie na przebieg fermentacji i powoduje zmętnienie piwa

- azotany i azotyny są niekorzystne dla procesu fermentacji piwa i dla jego smaku

2. W przemyśle spirytusowym.

- węglany i siarczany wapnia i magnezu oraz sole żelaza mogą powodować zmętnienie o charakterze fizycznym w skutek zmniejszenia się ich rozpuszczalności po zmieszaniu spirytusu i wody

- metale ciężkie, magnez i wapń reagują z pektynami, garbnikami i wywołują niepożądane zmętnienia

3. W przemyśle owocowo-warzywnym.

- szczególna korekta wody do produkcji klarownych soków pitnych, szczególnie napojów uzyskiwanych z uprzednio zagęszczonego soku owocowego

4. W przemyśle cukrowniczym.

- powinna mieć możliwie niską suchą pozostałość, niską zawartość siarczanu wapnia i chlorku magnezu, azotanów oraz związków organicznych

- siarczany, chlorki, a szczególnie azotany utrudniają krystalizację cukru

5. W przemyśle ziemniaczanym.

- woda o niskiej temperaturze

- mała twardość wody

- mała zawartość soli mineralnych w wodzie

- woda nie powinna zawierać żelaza i manganu

- duża twardość i duża ilość soli mineralnych zwiększają zawartość popiołu w krochmalu

- związki żelaza i manganu są przyczyną żółtego zabarwienia krochmalu oraz ciemnych plam powstałych z żelaza

6. W przemyśle mleczarskim.

- ze względu na dużą podatność surowca na zakażenia zaostrza się wymagania mikrobiologiczne dla wody technologicznej

- szczególne wymagania ma woda do płukania masła:

> nie powinna zawierać Fe, Mg, Cu, których obecność wpływa katalizująco na proces utleniania tłuszczu

> związki żelaza nadają specyficzny posmak oraz mogą tworzyć rdzawe plamy na maśle, serze, twarogu

> duża ilość soli magnezu - nieprzyjemny gorzkawy smak

Twardość przemijająca

Ustępująca po rozkładzie wodorowęglanów w następstwie zagotowania wody.

Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃ + CO₂ + H₂O

2Mg(HCO₃)₂ → Mg₂CO₃(OH)₂ + 3CO₂ + H₂O

+

H₂O

↓

2Mg(OH)₂ + H₂O

Rozkład Mg(HCO₃)₂ przebiega 1,5 razy wolniej niż Ca(HCO₃)_2.

Twardość stała

Zostaje po zagotowaniu wody.

Metody chemiczne.

- polegają na strąceniu nierozpuszczalnych osadów lub wiązaniu w kompleksowe związki jonów wapnia i magnezu za pomocą różnych reagentów, jak np. wodorotlenek wapnia ( wapno), węglan sodowy (soda), fosforany, sole baru, wodorotlenek sodowy.

- najtańszym i najbardziej rozpowszechnionym sposobem jest wytrącenie jonów twardości za pomocą wapna i sody

- wapno dodaje się w postaci mleka wapiennego

Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₃ → 2CaCO₃ + 2H₂O

Mg(HCO₃)₂ + Ca(OH)₃ → MgCO₃ + CaCO₃ + 2H₂O

MgCO₃ + Ca(OH)₃ → Mg(OH)₂ + CaCO₃

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + 2H₂O

- proces wytrącania składników twardości nazywa się dekarbonizacją

- twardość stałą usuwa się przez dodanie sody zgodnie z reakcjami

CaCl₂ + Na₂CO₃ → CaCO₃ + 2NaCl

MgSO₄ + Na₂CO₃ → MgCO₃ + Na₂SO₄

- proces zmiękczania wody przebiega w dwóch etapach:

> powstawanie trudno rozpuszczalnych osadów CaCO₃ i Mg(OH)₂

> krystalizacja CaCO₃ i narastanie kryształków, które mogą być zatrzymane na osadniku.

I Grupa - lipidy niepolarne

W skład lipidów niepolarnych wchodzą:

- węglowodory (nasycone i nienasycone, np. skwalen w skórze)

- woski (estry wyższych alkoholi i kwasów tłuszczowych KT, np. lanolina - tłuszcz owcy dodawany do szminek)

- lipochromy (substancje barwne rozpuszczalne w tłuszczach, np. karoten, ksantofil)

- alkohole tłuszczowe

- tokoferole i tokotrienole (wit. E)

- alkohole triterpenowe (sterole)

- estry steroli

- wolne kwasy tłuszczowe (WKT)

- di- i monoacyloglicerole

II Grupa - lipidy polarne

- glicerofosfolipidy

- sfingolipidy

- sulfolipidy

- gangliozydy

- cerebrozydy

- inne

FIZJOLOGICZNA ROLA NIENASYCONYCH KWASOW TLUSZCZOWYCH

1. Wszystkie NNKT są kwasami nienasyconymi.

2. Nie wszystkie kwasy nasycone są niezbędne.

3. Z definicji NNKT - to są takie nienasycone kwasy tłuszczowe, których podanie do organizmu usuwa objawy ich braku.

4. Jako główny NNKT traktuje się kwas linolowy C18:2 9c,12c, który daje początek „kaskadzie” kwasu arachidonowego z dalszymi licznymi przemianami metabolicznymi, aż do prostanoidów i prostaglandydy PGE1 włącznie.

Częściowe uwodornienie nienasyconych kwasów tłuszczowych / skala przemysłowa:

180^oC mrówczan niklu

Ciekły olej kwas tłuszczowy nasycony (forma stała)

H₂

- przyłączenie wodoru do podwójnego wiązania

- izomeryzacja kwasów tłuszczowych: przestrzenna cis/trans, położenia (powstają zbędne kwasy tłuszczowe)

np. margaryna, pieczywo, wyroby ciastkarskie

Oksydacja nienasyconych kwasów tłuszczowych:

3 różne mechanizmy indukujące utlenianie lipidów:

1. Autooksydacja

(poprzez reakcje wolno rodnikową)

2. Fotooksydacja

(oksydacja sensybilizowana)

3. Oksydacja enzymatyczna

(działanie lipooksygenazy lub cyklooksygenazy w organizmie ludzkim)

Autooksydacja

Kontakt środków spożywczych z tlenem atmosferycznym jest nieunikniony → samorzutna oksydacja tłuszczów w produktach spożywczych jest nieunikniona. Dlatego przydatność środków spożywczych o dużej zawartości tłuszczów jest limitowana szybkością oksydacji tego tłuszczu.

Produkty samoutleniania tłuszczu są bardzo szkodliwe dla zdrowia człowieka. Dlatego, stosownie do przepisów chroniących zdrowie, nie dopuszcza się do spożycia tych środków spożywczych, w których tłuszcz jest nadmiernie utleniony.

Autooksydacja jest rodnikową reakcją łańcuchową, w której można wyróżnić 3 podstawowe etapy:

1. Inicjacja/zapoczątkowanie reakcji - Polega na oderwaniu wodoru i utworzeniu węglowego rodnika alkilowego w obecności inicjatora.

Najbardziej wrażliwe na autooksydacje są kwasy tłuszczowe nienasycone. Łatwość, z jaką ulegają autooksydacji zależy od liczby wiązań podwójnych w cząsteczce. Jeżeli liczba wiązań podwójnych w cząsteczce wzrasta w sposób liniowy to zdolność do autooksydacji wzrasta wykładniczo.

Inicjator

RH → R˙ + H˙

1. Propagacja/rozwijanie reakcji

Reakcja rodnikowa z O₂ i utworzeniem rodnika nadtlenowego, który następnie reaguje z nienasyconym lipidem (alkę -RH) i tworzy się wodoronadtlenek i wolny rodnik lipidowy. Nowo powstały rodnik reaguje z O_2, tworząc rodnik nadtlenkowy itd. W ten sposób autooksydacja staje się rodnikowym procesem łańcuchowym.

R˙ + O₂ → ROO˙

ROO˙ + RH → ROOH + R˙ itd.

2. Terminacja/zakończenie reakcji

Reakcja łańcuchowa może być zakończona (przerwanie łańcucha) na skutek rekombinacji rodników i tworzenia się nierodnikowych produktów, które nie są ani inicjatorami, ani propagatorami reakcji

R˙ + R˙ → RR

ROO˙ + R˙ → ROOR

ROO˙ + ROO˙ → ROOR + O₂

Im dłuższy jest okres indukcji, tym olej ma większą odporność przeciwoksydacyjną. Odporność przeciwoksydacyjną można zwiększyć poprzez dodanie przeciwoksydantów do oleju.

PRZECIWOKSYDANTY:

- grupa -OH redukuje wolne rodniki

• Naturalne tokoferole

Najsilniejszym przeciwoksydantem jest γ-tokoferol. Jego działanie przeciwoksydacyjne zależy od jego ilości. Dawka ponad pewną miarę powoduje nasilenie oksydacji.

α tokoferol reguluje poziom wolnych rodników we krwi.

• BHT/ butylohydroksytoluen

• BHA/ butylohydroksyanizol

Dodawanie BHT do żywności w Unii Europejskiej jest aktualnie dozwolone, ale nie do wszystkich środków spożywczych.

BHT i BHA nie wolno dodawać do środków spożywczych specjalnego żywieniowego przeznaczenia.

• Kwas galusowy (galusan propylu); składnik czerwonego wina

• Askorbinian palmitynidu

Metabolizm NNKT

C18:2(n-6) Linolowy - (Enzym desaturaza Δ6) C18:3 (n-6) γ-linolenowy GLA - (elongaza) C20:3(n-6) Dihomo γ- linolenowy DGLA - (desaturaza Δ5) C20:4(n-6) Arachidonowy - (elongaza) C22:4 (n-6) - (desaturaza Δ4) C22:5 (n-6) Osmondowy

C18:3 (n-3) α -linolenowy ALA - (desaturaza Δ6) C18:4 (n-3) stearidonowy -(elongaza) C20:4(n-3) - (desaturaza Δ5) C20:5 (n-3) timnodowy- (elongaza) C22:5(n-3) -( desaturaza Δ4) C22:6(n-3) cervonowy DHA

Podstawowe parametry jakościowe olejów roślinnych i rybich:

1. Liczba kwasowa

mg KOH/g oleju ilustruje stopień hydrolizy oleju (dziewicze maksimum 4,5mg, rafinowane zazwyczaj >0,5mg KOH/g).

Tłuszcze w kontakcie z wodą mogą ulegać hydrolizie, którą przyspiesza obecność enzymów lipolitycznych, które występują naturalnie w nasionach. Źle wysuszone nasiona podlegają działaniu enzymów lipolitycznych - powstają triacylogricerole, ulegające hydrolizie, skutkiem, czego są wolne kwasy tłuszczowe i diacylogricerole.

2. Stopień utleniania oleju

(klasyczne TOTOX = 2LPV + AnV)

LPV - liczba nadtlenkowa w mEqO/kg oleju

AnV - liczba anizydynowa

ale w/w kryteria nie wyczerpują kryterium jakości

3. Obecność substancji obcych

- konserwanty

- octan tokoferylu/ syntetyczny

- ksenobiotyki

Liczba LEA

Liczba ml 0,002N Na₂S₂O₃ niezbędna do odmiareczkowania I₂ wydzielonego przez nadtlenki z 1g tłuszczu.

Aby zmierzyć, w jakim stopniu olej jest utleniony należy oznaczyć liczbę nadtlenkową.

Liczba LEA wyraża się w następujących jednostkach:

1. Liczba LEA

Norma na oleje spożywcze dopuszcza maksymalnie 2 jednostki liczby LEA na początku okresu gwarancyjnego oraz 2,5 jednostki liczby LEA na koniec okresu gwarancyjnego.

Gdy olej przekroczy tą wartość, to musi być usunięty z rynku, bo może stanowić zagrożenie dla zdrowia.

2. Liczba nadtlenkowa

Liczba nadtlenkowa jest dwa razy większa od liczby LEA.

Liczba nadtlenkowa wyrażana jest w milirównoważnikach tlenu aktywnego O/kg oleju

Liczba LEA * 2 = liczba nadtlenkowa

Oznaczanie liczby nadtlenowej:

1. KI + CH3─C─OH → HI + CH3─C─OK

║ ║

O O 300mg O

2. RROOH + 2HI → I₂+ H₂O + ROH

3. II₂ + 2Na₂S₂O₃ → 2NaI + Na₂S₄O₆

Liczba nadtlenkowa = Na₂S₂O₃ * N * 1000

Liczba Anizydynowa

Określa zawartość w badanej próbie wtórnych produktów utleniania nienasyconych kwasów tłuszczowych z p-anizydyną (kompleksy te określa się spektrofotometrycznie).

Skwalen

składa się z 6 części izoprenowych, podwójne wiązania mają konfiguracje trans, ubocznym produktem syntezy skwalenu jest DHA,

0,6% skwalenu jest w składzie oleju oliwkowego, wydobywany jest z wątroby rekina głębinowego, przyłącza tlen wolny z organizmu

300g skwalenu - 180g tlenu

- bierze udział w cyklu syntezy cholesterolu N=0,002

Punkt izoelektryczny

Takie pH, przy którym wzajemnie zobojętniają się ładunki grupy aminowej i karboksylowej; cząsteczka aminokwasu staje się obojętna pod względem elektrycznym i na ogół wypada z roztworu;

Z tego wynika, że białka można rozpuścić w środowisku alkalicznym bądź w środowisku kwaśnym;

Rozpuszczalnikami białek są głównie roztwory buforowe;

Jeżeli białko jest rozpuszczone i chcemy je wytrącić z roztworu to powinniśmy doprowadzić pH roztworu do punktu izoelektrycznego, np. kwaśnienie mleka.

Peptyd - składa się co najmniej z 2 aminokwasow, połączonych wiazaniem peptydowym - grupa aminowa i karboksylowa. Peptydy zawierające wiecej niż 10 aminokwasow nazywamy polipeptydami.

Aminokwasy egzogenne, nazywane też aminokwasami niezbędnymi - jest to grupa aminokwasów, które nie mogą być syntetyzowane w organizmie i muszą być dostarczane w pożywieniu, w przeciwieństwie do aminokwasów endogennych. Żywienie pokarmami ubogimi w aminkowasy niezbędne może doprowadzić do zaburzeń chorobowych. Do aminkowasów niezbędnych dla człowieka zalicza się 8 (Phe, Ile, Leu, Lys, Met, Thr, Trp, Val) aminokwasów, 2 dodatkowymi (histydyna i arginina) są wzgl. egzogenne.

Elektrolity dzieli się na mocne i słabe, w zależności od ich stopnia dysocjacji:

• elektrolity mocne, całkowicie zdysocjowane na jony: wodorotlenki litowców i berylowców, wyłączając beryl, kwasy, np. HCl, HI, HBr, H₂SO₄, HNO₃, HClO₄, oraz większość nieorganicznych soli rozpuszczalnych w wodzie (do wyjątków należą np. sole rtęci - Hg(CN)₂, Hg₂Cl₂ - w których wiązanie metalu z anionem" jest w dużym stopniu kowalencyjne) - takie sole tworzą kryształy jonowe.

• elektrolity słabe: tylko częściowo zdysocjowane na jony - H₂S, H₂SO₃, HNO₂, CH₃COOH.

Stopień dysocjacji to stosunek liczby moli cząsteczek danego związku chemicznego, które uległy rozpadowi na jony do łącznej liczby cząsteczek tego związku, znajdującego się w roztworze, fazie gazowej lub stopie, w którym zaszło zjawisko dysocjacji elektrolitycznej.

Stopień dysocjacji zależy od:

• struktury związku, dla którego ten stopień jest ustalany

• rodzaju rozpuszczalnika

• obecności w roztworze innych związków zdolnych do dysocjacji

• stężenia roztworu (na ogół wzrasta w miarę rozcieńczania roztworu)

Moc kwasu to ilościowa miara jego chemicznej „siły działania”. Miarą tej mocy jest zazwyczaj ujemny logarytm dziesiętny ze stałej dysocjacji kwasu w danych warunkach, oznaczany skrótem pK_a.

pK_a = - log₁₀[K_a] gdzie K_a to stała dysocjacji kwasu.

• Czym pK_a jest mniejsze tym moc kwasu jest większa.

• temperatury (na ogół nieco wzrasta wraz ze wzrostem temperatury)

Witamina A

Aktywność wit A wykazuje wiele związków strukturalnie spokrewnionych z grupą polienów, posiadające w swym składzie pierścień β- jononu i jego pochodne.

Bezpośrednimi prekursorami witamin grupy A są karoteny, mające co najmniej jeden pierścień β- jononu.

W roślinach i grzybach występują tylko prowitaminy/ karotenoidy, które w organizmie są metabolizowane w wit A, magazynowaną w wątrobie. Najczęściej magazynowana jest w postaci retinolu. Szczególnie bogate w wit A są wątroby ryb.

Wit A i prowitaminy w środowisku beztlenowym są trwałe do temperatury 130ºC, w wyższej temperaturze ulegają degradacji.

Wit A jest bardzo wrażliwa na obecność tlenu i w podwyższonej temperaturze w obecności tlenu łatwo ulega rozkładowi. Proces ten przyspiesza działanie promieniowania UV.

Funkcje wit A w organizmie:

w procesie widzenia. Przy niedoborze wit A występują często: kurza ślepota, zrogowacenie nabłonka gałki ocznej/ kseroftalmia, zahamowanie wzrostu.

0,3μg retinolu przyjęto dawniej jako jednostkę międzynarodową do wyrażania aktywności wit A.

Dzienne zapotrzebowanie wit A wynosi ok. 6tys jednostek międzynarodowych.

Witamina E

Występowanie:

α tokoferol - głównie w organizmach zwierzęcych

γ tokoferol - głównie w organizmach roślinnych

Zarówno α, γ i pozostałe tokoferole i tokotrienole są traktowane jako przeciwutleniacze.

γ tokoferol szczególnie występuje w olejach roślinnych, przy czym im bardziej nienasycony olej, tym więcej jest γ tokoferolu, bo w świecie roślin γ tokoferol jest silniejszym przeciwutleniaczem niż α tokoferol.

W organizmie ludzkim α tokoferol jest uznawany jako wzorzec wit E.

Tokotrienole są charakterystyczne dla oleju palmowego.

Tokoferole są wrażliwe na działanie tlenu. Jony metali ciężkich i bezpośrednie działanie promieniowania przyspiesza rozkład tokoferoli. Są odporne termicznie.

Witamina K

Wit K ma związek z krzepliwością krwi. Niezbędna organizmom zwierzęcym - katalizuje syntezę protrombiny w wątrobie.

Awitaminozę wit K mogą wywoływać środki terapeutyczne, które niszczą bakterie przewodu pokarmowego.

Wit K występuje w znacznych ilościach w zielonych częściach roślin - kapusta, szpinak 130μg/100g produktu.

Zapotrzebowanie na wit K trudne do ustalenia. Wszystkie ssaki pokrywają zapotrzebowanie z produkcji drobnoustrojów przewodu pokarmowego.

Dzienne zapotrzebowanie na wit K 0,1-1μg/ kg m.c.

Sacharydy w żywnosci

Monosacharydy

D-fruktoza owoce (gruszki, jabłka, wiśnie), miód

Disacharydy

Kojibioza miód

Laktoza mleko

Laminaribioza miód

Maltoza miód

Melibioza ziarno kakaowe

Nigeroza miód, piwo

Sacharoza buraki cukrowe

Trisacharydy

Erloza miód

Fukozydolaktoza mleko kobiece

Gentoza miód

Izomaltotrioza miód

Rafinoza buraki cukrowe, trzcina cukrowa

Tetrasacharydy

Stachioza karczochy, korzenie soi, groszek

Pentasacharydy

Izomaltopentaoza miód

Polisacharydy

Pektyna jabłka, cytrusy

---