Лекция №6. Изменение белков

План:

1.Значение белков в кулинарных рецептурах.

2.Химическая природа и строение белков.

3.Гидротация и дегидратация белков.

4.Денатурация и деструкция белков.

1.Белки являются структурными элементами клеток; служат материалом для образования ферментов, гормонов и др.; влияют на усвояемость жиров, углеводов, витаминов, минеральных веществ и т. д. Ежесекундно в нашем организме отмирают миллионы клеток и для восстановления их взрослому человеку требуется 80-I00 г белка в сутки, причем заменить его другими веще­ствами невозможно. Поэтому технологи, занятые организацией питания постоянного контингента потребителей по дневным ра­ционам (интернаты, санатории, больницы и т. д.) или скомплек­тованному меню отдельных приемов пищи, должны обеспечи­вать содержание белка в блюдах, соответствующее физиоло­гическим потребностям человека.

Пользуясь таблицами химического состава готовых блюд, можно разработать меню рациона так, чтобы удовлетворить потребность питающихся в белках, как по количеству, так и по качеству, т. е. обеспечить биологическую ценность.

Биологическая ценность белков определяется содержани­ем незаменимых аминокислот (НАК), их соотношением и пере­вариваемостью. Белки, содержащие все НАК (их восемь: трип­тофан, лейцин, изолейцин, валин, треонин, лизин, метионин, фенилаланин) и в тех соотношениях, в каких они входят в бел­ки нашего организма, называются полноценными. К ним относятся белки мяса, рыбы, яиц, молока. В растительных бел­ках, как правило, -недостаточно лизина, метионина, трипто­фана и некоторых других НАК. Так, в гречневой крупе недо­стает лейцина, в рисе и пшене - лизина. Незаменимая амино­кислота, которой меньше всего в данном белке, называется лимитирующей. Остальные аминокислоты усваиваются в адекватных с ней количествах. Один продукт может дополнять другой по содержанию аминокислот. Однако такое взаимное. обогащение происходит только в том случае, если эти продук­ты поступают в организм с разрывом во времени не более чем 2-3 ч. Поэтому ,большое значение имеет сбалансированность по аминокислотному составу не только суточных рационов, но и отдельных приемов пищи и даже блюд. Это необходимо учитывать при создании рецептур блюд и кулинарных изде­лий, сбалансированных по содержанию НАК

Наиболее удачными комбинациями белковых продуктов являются:

• мука + творог (ватрушки, вареники, пироги с творогом);

·картофель + мясо, рыба или яйцо (картофельная запекан­ка с мясом, мясное рагу, рыбные котлеты с картофелем и др.);

• гречневая, овсяная каша + молоко, творог (крупеники,

каши с молоком и др.); .

• бобовые с яйцом, рыбой или мясом.

Наиболее эффективное взаимное обогащение белков достигается при их определенном соотношении, например:

· 5 частей мяса + 10 частей картофеля;

· 5 частей молока + 1 О частей овощей;

· 5 частей рыбы + 1 О частей овощей;

·2 части яиц + 10 частей овощей (картофеля) и т. д. Усвояемость белков зависит от их физико-химических свойств, способов и степени тепловой обработки продуктов. Например, белки многих растительных продуктов плохо пере­вариваются, так как заключены в оболочки из клетчатки и других веществ, препятствующих действию пищеварительных ферментов (бобовые, крупы из цельных зерен, орехи и др.). Кроме того, в ряде растительных продуктов содержатся ве­щества, тормозящие действие пищеварительных ферментов (фазиолин фасоли). .

По скорости переваривания на первом месте находятся белки яиц, молочных продуктов и рыбы, затем мяса (говяди­на, свинина, баранина) и, наконец, хлеба и крупы. Из белков животных продуктов в кишечнике всасывается более 90% ами­нокислот, из растительных - 60-80%.

Размягчение продуктов при тепловой обработке и проти­рание их улучшает усвояемость белков, особенно раститель­ного происхождения. Однако при избыточном нагревании со­держание НАК может уменьшиться. Так, при длительной теп­ловой обработке в ряде продуктов снижается количество дос­тупного для усвоения лизина. Этим объясняется меньшая усво­яемость белков каш, сваренных на молоке, по сравнению с белками каш, сваренных на воде, но подаваемых с молоком. Чтобы повысить усвояемость каш, рекомендуется крупу пред­варительно замачивать для сокращения времени варки и до­бавлять молоко перед окончанием тепловой обработки.

2.Белки — это природные полимеры, состоящие из остатков сотен и тысяч аминокислот, соединенных пептидной связью. По форме молекулы все белки можно разделить на глобулярные и фибриллярные. По растворимости все белки делятся на следующие группы:

* растворимые в воде — альбумины;

* растворимые в солевых растворах — глобулины;

* растворимые в спирте — проламины;

* растворимые в щелочах — глютелины.

По степени сложности белки делятся на протеины (простые белки), состоящие только из остатков аминокислот, и протеиды (сложные белки), состоящие из белковой и небел­ковой частей.

Различают четыре структуры организации белка:

* первичная — последовательное соединение аминокис­лотных остатков в полипептидной цепи;

* вторичная — закручивание полипептидных цепей в спирали;

* третичная — свертывание полипептидной цепи в гло­булу;

* четвертичная — объединение нескольких частиц с тре­тичной структурой в одну более крупную частицу.

Белки обладают свободными карбоксильными или кислот­ными и аминогруппами, в результате чего они амфотерные т. е. в зависимости от реакции среды проявляют себя как кислоты или как щелочи. В кислой среде белки проявляют ще­лочные свойства, и частицы их приобретают положительные заряды, в щелочной они ведут себя как кислоты, и частицы их становятся отрицательно заряженными.

При определенном рН среды (изоэлектрическая точка) чис­ло положительных и отрицательных зарядов в молекуле белка одинаково. Белки в этой точке электронейтральны, а их вяз­кость и растворимость наименьшие. Для большинства белков изоэлектрическая точка лежит в слабокислой среде. Наиболее важными технологическими свойства­ми белков являются: гидратация (набухание в воде), денату­рация, способность образовывать пены, деструкция и др.

3.Гидратацией называется способность белков прочно связывать значитель­ное количество влаги. Примерами гидратации в кулинарной практике являются: приготовление омлетов, котлетной массы из продуктов живот­ного происхождения, различных видов теста, набухание бел­ков круп, бобовых, макаронных изделий и т. д. Дегидратацией называется потеря белками связан­ной воды при сушке, замораживании и размораживании мяса и рыбы, при тепловой обработке полуфабрикатов и т. д. От степени дегидратации зависят такие важные показатели, как влажность готовых изделий и их выход.

4. Денатурация белков. Это сложный процесс, при котором под влиянием внешних факторов (температуры, механическо­го воздействия, действия кислот, щелочей, ультразвука и др.) происходит изменение вторичной, третичной и четвертичной. Процесс этот в глобулярных и фибриллярных белках происходит по-разному. В глобулярных бел­ках при нагревании усиливается тепловое движение полипептидных цепей внутри глобулы; водородные связи, которые удерживали их в определенном положении, разрываются и полипептидная цепь развертывается, а затем сворачивается по-новому. При этом полярные (заряженные) гидрофильные груп­пы, расположенные на поверхности глобулы и обеспечиваю­щие ее заряд и устойчивость, перемещаются внутрь глобулы, _:, на поверхность ее выходят реакционноспособные гидрофоб­ные группы (дисульфидных, сульфгидрильные и др.), не спо­собные удерживать воду.

Денатурация сопровождается изменениями важнейших свойств белка:

* потерей индивидуальных свойств

* потерей биологической активности

* повышением атакуемости пищеварительными фермен­тами

* потерей способности к гидратации

* потерей устойчивости белковых глобул, которая сопро­вождается их агрегированием

Агрегирование — это взаимодействие денатуриро­ванных молекул белка, которое сопровождается образованием более крупных частиц. Так в малоконцентрированных растворах (до 1%) свернувшийся белок образует хлопья т (пена на поверхности бу­льонов). В более концентрированных белковых растворах (на­пример, белки яиц) при денатурации образуется сплошной гель, удерживающий всю воду, содержащуюся в коллоидной систе­ме. Белки, представляющее собой более или менее обводнен­ные гели (мышечные белки мяса, птицы, рыбы; белки круп, бобовых, муки после гидратации и др.), при денатурации уп­лотняются, при этом происходит их дегидратация с отделением жидкости в окружающую среду. Фибриллярные белки денатурируют иначе: связи, кото­рые удерживали спирали их полипептидных цепей, разрыва­ются, и фибрилла (нить) белка сокращается в длину. Так дена­турируют белки соединительной ткани мяса и рыбы.

Деструкция белков. При длительной тепловой обработке белки подвергаются более глубоким изменениям, связанным с разрушением их макромолекул. На первом этапе изменений от белковых молекул могут отщепляться функциональные груп­пы с образованием таких летучих соединений, как аммиак, сероводород, фосфористый водород, углекислый газ и др. Накап­ливаясь в продукте, они участвуют в образовании вкуса и аро­мата готовой продукции. При дальнейшей гидротермической обработке белки гидролизуются, при этом первичная (пептидная) связь разрывается с образованием растворимых азотис­тых веществ небелкового характера (например, переход кол­лагена в глютин).

Пенообразование. Белки в качестве пенообразователей широко используют при производстве кондитерских изделий (тесто бисквитное, белково-взбивное), взбивании сливок, сме­таны, яиц и др. Устойчивость пены зависит от природы белка, его концентрации, а также температуры.

Контрольные вопросы: