Денатурация белков

Опубликовано 04 Мар 2012. Автор:

Денатурация белков  — это  нарушение  нативной  пространственной структуры белковой молекулы под влиянием различных внешних воздействий,  сопровождающееся изменением их физико-химических и  биологических свойств. При этом нарушаются вторичная и третичная структуры белковой молекулы, а первичная, как правило, сохраняется.

Денатурация белков  происходит  при  нагревании и замораживании пищевых продуктов под действием различных излучений, кислот,  щелочей, резких механических воздействий и других факторов.

При денатурации белков происходят следующие  основные  изменения:

— резко снижается растворимость белков;

— теряется биологическая активность, способность к гидратации и видовая специфичность;

— улучшается атакуемость протеолитическими ферментами;

— повышается реакционная способность белков;

— происходит агрегирование белковых молекул;

— заряд белковой молекулы равен нулю.

Потеря белками  биологической активности в результате тепловой денатурации приводит к инактивации ферментов и отмиранию микроорганизмов.

В результате  потери  белками  видовой  специфичности  пищевая ценность продукта не снижается.

Рассмотрим наиболее распространенную тепловую денатурацию белковых молекул,  сопровождаемую разрушением слабых поперечных связей между полипептидными цепями и ослаблением гидрофобных и других взаимодействий  между белковыми цепями.  В результате этого изменяется конформация полипептидных цепей в белковой молекуле. Например, фибриллярные  белки  изменяют свою эластичность,  у глобулярных белков развертываются белковые глобулы с последующим свертыванием по новому  типу. Прочные  (ковалентные) связи  белковой молекулы при  этом не нарушаются. Глобулярные белки изменяют растворимость,  вязкость, осмотические свойства и электрофоретическую подвижность.

Каждый белок  имеет  определенную температуру денатурации ( t). Для   белков   рыбы    t = 30 0С,  яичного   белка    t = 55 0С,   мяса  t = 55…60 0С и т.д.

При значениях рН среды, близких к изоэлектролитической точке белка, денатурация происходит при более низкой температуре и сопровождается максимальной дегидратацией белка.  Смещение рН среды способствует повышению термостабильности белков.

Направленные изменения рН среды широко используются в технологии для улучшения качества блюд. Так, при тушении мяса, рыбы, мариновании,  перед жаркой добавляют кислоту,  вино или  другие  кислые приправы  для создания кислой среды со значениями рН ниже изоэлектрической точки белков продукта. В этих условиях дегидратация белков в продуктах уменьшается и готовое блюдо получается более сочным.

Температура денатурации белков повышается в  присутствии  других,  более  термостабильных  белков и некоторых веществ небелковой природы, например, сахарозы.

Денатурация некоторых белков может происходить без видимых изменений белкового раствора (например,  у  казеина  молока). Пищевые продукты, доведенные  тепловой  обработкой до готовности, могут содержать некоторое количество  нативных, неденатурированных  белков, в том числе некоторых ферментов.

Денатурированные белки способны к взаимодействию между  собой. При  агрегировании за счет межмолекулярных связей между денатурированными молекулами белка образуются как прочные,  например, дисульфидные связи, так и слабые, например, водородные.

При агрегировании образуются более крупные частицы.  Например, при  кипячении  молока  выпадают  в осадок хлопья денатурированного лактоальбумина, образуются хлопья и пена белков на поверхности мясных и рыбных бульонов.

При денатурации  белков  в  более  концентрированных  белковых растворах в результате их  агрегирования  образуется студень, удерживающий всю содержащуюся в системе воду.

Основные денатурационные изменения мышечных белков завершаются при достижении 65  0С, когда денатурирует более 90% общего количества белков. При  t = 70 0С начинается денатурация миоглобина и гемоглобина,  сопровождающаяся ослаблением связи между глобином и гемом,  который  затем  отщепляется  и,  окисляясь,  меняет  окраску, вследствие чего цвет мяса становится буровато-серым.

При нагревании  мяса  существенные  денатурационные  изменения происходят с белками соединительной ткани.  Нагревание коллагена во влажной среде до  t = 58…62 0С вызывает его «сваривание», при котором ослабевает и разрывается часть  водородных связей, удерживающих полипептидные цепи в трехмерной  структуре. Полипептидные  цепи при этом изгибаются и скручиваются, между ними возникают новые водородные связи, имеющие случайный характер. В итоге коллагеновые волокна укорачиваются и утолщаются.

Коллаген, подвергнутый тепловой денатурации,  становится более эластичным и влагоемким, его прочность значительно уменьшается. Реакционная  способность  коллагена также возрастает, и он становится более доступным действию пепсина и трипсина, что повышает его перевариваемость.  Все эти изменения тем больше, чем выше температура и длительнее нагрев.

Комментарии (1)

 

  1. […] технологической обработки относятся:  гидратация,  денатурация и […]

Оставить отзыв