книги из ГПНТБ / Кизеветтер И.В. Биохимия сырья водного происхождения учеб. пособие

Р е ц е н з е н т ы : В. П. Быков, В. В. Валь

3174—095

К

044(01)—73

Игорь Владимирович Кизеветтер

БИОХИМИЯ СЫРЬЯ ВОДНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

Редактор Б. Н. Элькина Художник Н. С. Булгакова

Худож. редактор В. В. Водзинский Технический редактор H, Н. Зиновьева Корректор 3. В. Коршунова

Т-01232. Сдано в набор 27/ѴІІ 1972 г. Подписано к печати 25/1 1973 г. Формат 84Х4081/з2- Бумага типограф. № 2. Печ. л. 13,25.

Уч.-изд. л. 24,14. Уел. печ. л. 22,26. Тираж 2300 экз. Цена 1 р. 07 к. Зак. 1172.

Издательство «Пищевая промышленность» 113035 Москва, Ж-35 1-й Кадашевский, 12 Московская типография № 6 Союзполиграфпрома

при Государственном комитете Совета Министров СССР

по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. 109088, Москва, Ж-88, Южнопортовая ул., 24.

Биологическая химия, или биохимия, как самостоя­ тельная наука сложилась в конце XIX в.

На первых этапах развития этой науки основное внимание уделялось изучению химического состава тка­ ней животных и растений, а также изучению химической природы веществ, входящих в состав их тканей (стати­ ческая биохимия). Эти исследования очень важны, в частности, для установления свойств и особенностей технологического сырья животного и растительного про­ исхождения.

При развитии и углублении биологических исследо­ ваний возникла необходимость изучения сущности хи­ мических процессов, происходящих в тканях живых организмов и лежащих в основе их жизнедеятельности. Так возникла динамическая биохимия — наука о хими­ ческой сущности процессов обмена и функциональная биохимия, изучающая биохимическую роль различных тканей и органов.

Как известно, жизнедеятельность любого организма неразрывно связана с окружающей средой: живым ор­ ганизмам постоянно необходим кислород, вода, пита­ тельные вещества, минеральные элементы, витамины и т. д.

Органические и минеральные вещества, поступающие в организм из окружающей среды, участвуют в синтезе составных частей и структурных элементов тканей (ас­ симиляция). В то же время в организме происходят процессы диссимиляции. Конечные продукты распада выводятся из организма во внешнюю среду. Этот по­ стоянный обмен веществ между организмом и внешней природой является характерным признаком жизни.

Раскрытие закономерностей процессов обмена откры­ вает большие возможности для осуществления управле­ ния этими процессами в целях интенсификации ряда

важнейших биологических явлений. Например, при ис­ кусственном разведении рыб путем подбора соответ­ ствующих композиций кормов можно усиливать темп накопления в организме полезных веществ (жиры, бел­ ки) и ускорять прирост массы тела или, применяя неко­ торые биологически активные вещества, можно стиму­ лировать размножение, повышать плодовитость, увели­ чивать выживаемость и т. д.

Раскрытие закономерностей прижизненных измене­ ний химического состава организмов дает картину из­ менений пищевой ценности, а также технологических свойств животного и растительного сырья в зависимости от их биологического состояния, что очень важно для определения путей рационального использования сырья.

Уровень развития современных методов биохимиче­ ских исследований (применение меченых атомов, моле­ кулярная спектроскопия, радиоспектроскопия и т. п.) позволяет изучать биохимические процессы на клеточ­ ном и молекулярном уровнях (молекулярная биология) и это открывает большие возможности для более глу­ бокого проникновения в тайны жизненных процессов.

В промышленном сырье животного (рыбы, моллюски, ракообразные, морские млекопитающие) и раститель­ ного (водоросли) происхождения после смерти прекра­ щаются нормальные прижизненные процессы и в мерт­ вых тканях начинают развиваться посмертные биохи­ мические процессы, в которых участвуют биохимически активные вещества, присутствующие в тканях. Эти про­ цессы сопровождаются глубокими изменениями натив­ ного химического состава и свойств веществ. Используя результаты исследования химизма посмертных процес­ сов, можно судить об изменениях пищевой и техноло­ гической ценности сырца, устанавливать химические критерии его качества, разрабатывать технологические условия, позволяющие тормозить или останавливать биохимические процессы, ведущие к нежелательным и необратимым изменениям состава и свойств животного или растительного сырья в посмертный период.

Во многих технологических процессах приготовления из животного или растительного сырья пищевых продук­ тов используют биологически активные вещества, кото­ рые позволяют ускорять и качественно улучшать процесс превращения сырья в пищевые продукты (биохимиче-

уксусная кислота, вино, пиво и т. д.). Раскрытие хими­ ческой сущности и закономерностей протекающих при этом процессов является основной задачей технической биохимии, разрабатывающей теоретические основы мно­ гих технологических процессов переработки сырья рас­ тительного и животного происхождения.

Рыбная промышленность располагает необычайно разнообразным по видовому составу и технологическим свойствам сырьем: многочисленными видами морских и пресноводных рыб, моллюсков, ракообразных, ластоно­ гих, китообразных, морских растений. В общем количе- 4 стве технологического сырья в рыбной промышленности в зависимости от районов промысла и видовой струк­ туры уловов на долю рыб приходится 78—85%, морских млекопитающих 9—10%, беспозвоночных 4,5—5,0 % и водорослей 6—7%.

Каждая группа сырья обладает не только отчетливо выраженными биологическими особенностями, но и био­ химической спецификой. Существенные биохимические различия имеются и между отдельными биологическими видами в каждой группе сырья, причем биохимическая характеристика вида может значительно варьировать, так как зависит от многих причин биотического харак­ тера.

Биохимическая неоднородность технологического сырья в рыбной промышленности усиливается и тем, что во время его доставки с мест лова на обраба­ тывающие предприятия, при хранении перед обработкой и в процессе превращения сырца в различные виды продукции (пищевые, кормовые, медицинские, техниче­ ские и др.) в тканях возникают и развиваются разно­ образные биохимические процессы, вызывающие подчас глубокие изменения природных свойств и химического состава сырца, а это в свою очередь оказывает суще­ ственное влияние на результаты технологических про­ цессов, а также на свойства и химический состав гото­ вой продукции.

Все это свидетельствует о том, что основы технологии рыбных продуктов теснейшим образом переплетаются с биохимией сырья, биохимией посмертных изменений, а в ряде случаев — и с биохимией процессов обработки.

Совершенствование технологии рыбных продуктов требует от специалистов-технологов хорошего владения

основами биохимии.

Поэтому в книге вопросы общей биохимии изложены сжато, а основное внимание уделено разбору вопросов, имеющих отношение к биохимии сырья водного проис­ хождения и его переработки.

Принятые в тексте сокращения

АЛО-—азот летучих оснований АМФ-—аденозинмонофосфорная кислота АДФ -—аденозиндифосфорная кислота

АТФ -—аденозинтрифосфорная кислота АПФ -—активность протеолитических ферментов ДНП -—дезоксирибонуклеопротеиды ДНК -—дезоксирибонуклеиновые кислоты НБА -—небелковый азот

ОТМА -—окись триметиламина РНП — рибонуклеопротеиды РНК — рибонуклеиновые кислоты САК — свободные аминокислоты

SHKoA — кофермент А ТМА — триметиламин

ЭНБА — экстрактивный небелковый азот ЦНС — центральная нервная система

«

ствуют еще, по крайней мере, 60 элементов. В зависи­ мости от концентрации отдельных элементов в окружа­ ющей среде и в пище, доступности их, а также от избирательной способности отдельных видов гидробионтов изменяется и степень использования отдельных элементов при процессах ассимиляции. Некоторые эле­ менты накапливаются в тканях в количествах, значи­ тельно превышающих их концентрации в окружающей среде (аккумулятивная способность организмов). Эта

Д. И. Менделеева в составе тканей гидробионтов пока не были найдены элементы нулевой группы, шесть эле­ ментов из VIII группы, четыре элемента из III группы, три — из VII, по два элемента из IV, V и VI групп и один элемент — из I группы.

Все входящие в состав живого вещества элементы подразделены на три группы: макро-, микро- и ультра­ микроэлементы. К группе макроэлементов, содержание которых в сухой субстанции живого вещества варьирует от л-ІО-2 до л-10%, относятся С, О, H, N, S и Р, входя­ щие в молекулярный состав основных веществ (белки, липиды, углеводы), образующих ткани организмов жи­ вотных и растений. К этой же группе элементов отно­ сятся Са, Na, Cl, К, Mg, входящие в состав опорных тканей, крови, лимфы и других тканей.

Элементы, содержание которых в сухом субстрате изменяется в пределах от л -ІО-5 до л-10~3%, относят

кгруппе микроэлементов. Например, Cu, Br, J, Zn, As,

Ви др.

Кгруппе ультрамикроэлементов относят элементы,

содержание которых ниже л-10_5% (Sb, Hg, Bi, Pb и др.).

Установлено, что большинство элементов являются биогенными, имеющими огромное значение для обеспе­ чения нормального развития биохимических жизненных процессов, причем наиболее важные биогенные элемен­ ты входят в IV (С), V (N, Р) и VI (О, S) группы таблицы Менделеева (табл. 2). Элементы VII (Cl, J, Мп) и VIII (Fe, Со) группы участвуют в образовании веществ с большой биологической активностью.

ются наши представления о биологической роли от­ дельных элементов в обеспечении нормальной жизнеде­ ятельности организмов и функциональной деятельности отдельных органов и желез.

Элементы, входящие в состав жи- Молекулярный вого вещества в разнообразных состав сочетаниях, образуют химические соединения, которые представляют собой молекулярный химический состав тканей. Моле­

кулярный состав веществ характеризуется содержанием воды, органических белковых и жировых веществ, уг­ леводов и минеральных веществ. В образовании моле­ кулярных соединений белковых веществ (протеидов) участвуют С, H, О, P, N, S, Ca, Fe, Cu и J; в образо­

ральных веществ участвуют многочисленные элементы (Na, К, Са, Mg, Cl и др.).

Необходимо учитывать, что при существующей ме­ тодике исследования состава животных и растительных тканей в группу минеральных веществ попадают эле­ менты, которые в живом веществе могут входить в со-