2. Коферменти та металоорганічні комплекси.

Ферменти є найбільш ефективними та специфічними зі всіх відомих каталізаторів. Для каталізу ферментних систем необхідними є сполуки небілкової природи — кофактори. Такими можуть служити або органічні сполуки (коферменти - часто ними бувають вітаміни) або іони металів. Взаємодія іонів металів з ферментами у хімічному відношенні є виявом більш загальної закономірності — утво­рення металоорганічних комплексів — основного типу сполук убіологічних системах, в тому числі у харчових продуктах.

При розробленні нових харчових продуктів слід пам’ятати, що лігандами, тобто тими компонентами, які утворюють комп­лекс із металами, можуть бути амінокислоти, пептиди, білки, нуклеопротеїди, нуклеїнові та карбонові кислоти, вуглеводи, фосфоліпіди. Потрібно знати і те, що стабільність такого компле­ксу буде залежати від природи металу. Наприклад, для 2-валентних металів встановлено такий ряд стабільності, комплексів:

Ca < Mg < Мn < Fe < Co < Ni < Cu < Zn

Координаційні сполуки — це найбільш вигідна для організму форма взаємодії металу з лігандом. Активність елементів у цих комплексах зростає часто у сотні, а то тисячі разів порівняно з активністю металу в іонному стані. Здатність металів до утворення координаційних зв’язків різна і вона збільшується у такому ряду:

Для Na і К — незначна; для Са і Mg — досить значна; для Mo, Mn, Fe, Cu, Co, Zn. — велика

Для біологів та харчовиків дуже великий інтерес представляють взаємодії металів із ферментами. Ця взаємодія коливається в широкому діапазоні — від слабкого іонного ефекту до утворення комплексів.

Активаторами ферментів служать такі 15 катіонів: Na, К, Rb, Cs, Mg, Са, Zn, Cd, Cr, Cu, Mn, Fe²⁺, Co, Ni, Al.

3. Збагачення харчових продуктів мінеральними речовинами, взаємодія між ними.

При розроблені нових продуктів з підвищеним вмістом мінеральних сполук необхідно враховувати їх біологічну, а значить фізіологічну роль. На цій підставі збагачення традиційних харчових продуктів доцільно проводити саме життєво необхідними (біогенними, біотичними елементи) — Са, Р, К, СІ, Na, Mg, Fe, Cu, Co, Zn, Mn, Mo, I, Se, S. З них перших 7 відносяться до макроелементів, тобто таких, які містяться в організмі у значних кількостях, (від 0,09 до 1% до маси тіла), а Fe, Zn, Cu, Mn, I, Mo — відносять до мікроелементів, тобто таких, що містяться у невеликих кількостях (від 0,001%). Co, Se — відносять до ультрамікроелементів, їх кількість в організмі 0,000001....0,000009%.

Таким чином, група біотичних елементів включає до себе всі макроелементи, частину мікро- та ультрамікроелементи.

Харчовий раціон, що не містить того чи іншого біотичного елементу або містить його у недостатній концентрації, викликає певні негативні біохімічні зміни у тканинах організму. Патологія людини і тварини, зумовлена дефіцитом життєво необхідних мінеральних елементів, надлишком як есенціальних, так і шкідливих мінеральних елементів, а також дисбалансом макро- і мікроелементів, називається мікроелементозом.

Мікроелементозів та викликаних ними функціональних змін можна уникнути або ліквідувати їх шляхом додавання необхідних мінеральних елементів до харчових продуктів.

Мінеральні сполуки, можуть взаємодіяти як між собою, так і з іншими біологічними сполуками харчових продуктів. Ця взаємодія буває двох типів:

-синергізм (посилення дії);

- антагонізм (ослаблення дії).

Важливим є той факт, що така взаємодія відбувається і в самому продукті, і в травному каналі людини, і в процесі тканинного та клітинного метаболізму.

З практичної точки зору і з точки зору розроблення нових продуктів, особливо оздоровчої і профілактичної дії, знання усіх цих закономірностей дає можливість як конструювати такі продукти, які повністю забезпечать організм людини необхід­ними мінеральними сполуками, так і уникнути небажаних форм взаємодії. Внаслідок великої лабільності мінеральних елементів (ME) та здатності їх до утворення різноманітних зв’язків, ймовірність взаємодії між ними набагато більша, ніж між іншими біологічно активними речовинами харчових продуктів.

Синергістами називають такі елементи, котрі, по-перше, взаємно сприяють абсорбції один одного у шлунково-кишковому каналі (ШКК), а по-друге, взаємодіють у здійсненні будь-якої функції на тканинному та клітинному рівнях.

Антагоністами вважають елементи, котрі, по-перше, гальмують абсорбцію один одного у ШКК, а по-друге, справляють протилежний вплив на будь-яку біохімічну функцію в організмі.

Можливість антагоністичних взаємодій елементів можна певною мірою передбачити, виходячи, з їх положення у періодичній системі. В основі цих взаємодій лежать фізико-хімічна аналогія елементів, їх здатність до комплексоут- ворення, більша чи менша спорідненість до відповідних актив­них груп, біополімерів. Загалом можна передбачити, що антагоністами є хімічні елементи та гомологи (Са і Mg), а також елементи, що мають однакову валентність і здатність до утворення аналогічних комплексів.

На утилізацію та всмоктування ME впливають також рівень і склад протеїнів у харчових продуктах, вміст вуглеводів, вітамінів тощо, але основна наведена закономірність зали­шається.

В ШКК можливі і інші механізми підвищення адсорбції ME. Встановлено, зокрема, сприятливий вплив лактози на всмоктування двовалентних іонів (Са, Mg, Sr, Ва, Zn) і цей факт потрібно обов’язково враховувати при збагаченні харчових продуктів цими ME.