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

АЗОТИСТЫЕ ЭКСТРАКТИВНЫЕ НЕБЕЛКОВЫЕ ВЕЩЕСТВА

Растворимые в воде азотистые и Классификация, небелковые вещества имеют важ-

содержание ное биологическое значение.

К небелковым экстрактивным веществам относят многочисленные соединения, в числе которых имеются биологически активные вещества (ансерин, бетаин, глютатион, карнозин, карнитин, креатин, холин, АТФ, АДФ, АМФ, креатинфосфат и др.) ; значительная часть явля­ ется либо промежуточными (аденин, гистидин, глюта­ миновая кислота, ксантин и др.) или конечными продук­ тами белкового обмена (креатинин, мочевина, метилаланин, гистамин, триметиламиноксид, аммиак и др.).

Содержание экстрактивных небелковых веществ в мышцах наземных животных, рыб и беспозвоночных не остается постоянным. При жизни оно зависит от вида, физиологического состояния животного. После смерти состав и содержание этой группы веществ существенно изменяется в результате деятельности тканевых фермен­ тов.

Все азотистые экстрактивные вещества, обнаружен­ ные в составе мяса наземных и водных животных, можно подразделить на 7 основных групп.

Из общего содержания азота на долю азота экстрак­ тивных веществ (ЭНБА) в мышцах теплокровных жи­ вотных приходится от 6,5 до 10,0%, а у рыб и морских беспозвоночных от 8 до 38%. Гидробионты существенно / отличаются от наземных животных не только более вы­

В группе азотистых экстрактивных Свободные веществ большое биологическое зна- аминокислоты чение имеют свободные аминокисло­ ты, в составе которых обнаружено 19 индивидуальных аминокислот, в том числе 9 незаме­

нимых.

При жизни количественное содержание и состав сво­ бодных аминокислот непрерывно изменяются, отражая биохимическую специфику белкового обмена вида. После прекращения жизненных процессов количественное со­ держание и состав САК начинает изменяться под воз­ действием тканевых ферментов. Содержание свободных аминокислот в тканях различных гидробионтов изме­ няется от 60 до 1950 мг %. Наиболее высокое содержа­ ние свободных аминокислот в мышцах морских пела­ гических рыб, а из беспозвоночных — в мышцах двуствор­ чатых моллюсков. У костистых рыб в составе САК присутствует значительно больше незаменимых амино­ кислот, чем у пластнножаберных или у беспозвоночных (табл. 31).

По отношению к общему количеству азота экстрак­ тивных веществ на долю азота САК у безупречно свежих рыб приходится 15—20%, у беспозвоночных — от 20 до 80% и у водорослей — от 16 до 90%.

А'іясо отдельных групп гидробионтов имеет отчетли­ вую специфику состава САК (табл. 32). Например, спе­ цифичным биохимическим признаком для мяса таких типично пелагических видов рыб, как тунцы, скумбрия и сайра, является высокое содержание циклических аминокислот, среди которых преобладает гистидин. Для мяса акул, скатов, представителей донной ихтиофауны

имоллюсков типично преобладание в составе САК моно-

идиаминокислот, а также повышенное количество серу-

содержащих САК; для мяса карася и кефалей — высокое содержание таурина.

Для состава САК тканей кальмаров и двустворчатых моллюсков характерно высокое содержание глицина, аланина, серина, аргинина и циклических аминокислот.

Состав САК у рыб изменяется в зависимости от ряда биологических причин. Например, доказано, что в мыш­ цах камбалы (Pleuronectes microcephalus) содержание глицина, глутаминовой кислоты и таурина достигает максимума в июле-октябре; вообще же устойчивое и вы­ сокое (200—500 мі%) содержание таурина является биохимически специфичным для этого вида.

Состав свободных аминокислот в мышцах скумбрии (Scomber japonicus) зависит от стадии созревания поло­ вых желез: у половозрелой рыбы в период нереста за­ метно уменьшается содержание таурина, аспарагиновой кислоты, изолейцина, триптофана и лизина; зато за­ метно возрастает содержание треонина, глутаминовой кислоты, глицина, аланина, лейцина, тирозина, фенил­ аланина и гистидина.

В морских растениях наиболее высокое содержание САК обнаружено в тканях бурых водорослей; зеленые морские водоросли очень бедны САК. Среди бурых во­ дорослей высоким содержанием САК (до 2710 мг% в сыром веществе) выделяются ламинарии (морская ка­ пуста), в которых обнаружено также очень значитель­ ное содержание глутаминовой кислоты (до 1670 мг% в сыром веществе). Для ламинарий характерно также вы­

2,8 мг%). У некоторых видов багрянок в тканях содер­

Состав и содержание САК существенно изменяется в зависимости от стадии развития водоросли и места на слоевище. Так, например, в тканях ламинарий второго года развития, по сравнению с водорослью первого года содержится в 3,5—4 раза больше аспарагиновой и глу­ таминовой кислот, в 1,5—2,5 раза больше лейцина, ли­ зина, треонина, триптофана, тирозина, а содержание аланина, глицина, гистидина, пролина и валина заметно меньше.

У ламинарий второго года развития ткань централь­ ной части слоевища по сравнению с тканью его краев, содержит почти в 5 раз больше САК, при этом прояв­ ляется избирательное увеличение содержания отдельных аминокислот: глутаминовой в 10 раз, аспарагиновой в 8 раз, пролина в 4—5, гистидина в 4, лизина и метиони­ на в 3, аланина, тирозина, аргинина в 2, фенилаланина и глицина в 1,5 раза; содержание же серина и цистина более значительно в тканях краев слоевища.

Таким образом, состав САК тканей гидробионтов изменяется в широких пределах, что отражает биохими­ ческую специфику азотистого обмена вида и оказы­ вает большое влияние на вкусовые свойства съедобных тканей. Установлено, что цистин, например, придает мясу приятный вкус и своеобразный аромат; глицин сообщает сладковатый, а тирозин — горьковатый вкус; глутами­ новая кислота (натриевая соль) создает вкусовые ощу­ щения, типичные для вкуса говядины, и т. д.

Путем составления искусственных смесей аминокис­ лот (аланин, валин, глицин, глутаминовая кислота, ме­ тионин) и нуклеотидов удается получить вкусо-арома­ тические свойства, типичные для устриц, икры морских ежей и других продуктов.

Среди этой группы веществ креа- Производные тин, или метилгуанидинуксусная гуанидина кислота, имеет очень большое зна­ чение для химизма мышечного со­ кращения. В организме человека биосинтез креатина из

глицина, аргинина и метионина идет ступенчато. Способ­ ность креатина акцептировать фосфорную кислоту опре­ деляет его огромное значение в тканевом дыхании как соединения, связывающего образующуюся при дыхании фосфорную кислоту.

В мышцах живого организма большая часть креа^

тина присутствует в виде креатинфосфата, который после смерти распадается до креатина и фосфорной кислоты. В мышцах беспозвоночных вместо креатинфос­ фата присутствует аргининфосфорная кислота,-

Среди экстрактивных азотистых веществ в мышцах рыб обнаружен ангидрид креатина — креатинин.

У рыб в составе экстрактивных азотистых веществ обнаружен метилгуанидин, который обладает сильными щелочными свойствами, а при больших концентрациях оказывает токсическое действие.

В тканях морских беспозвоночных обнаружены и дру­ гие гуанидинсодержащие биологически активные соеди­ нения. Так, в слизи, выделяемой осьминогами, присут­ ствует октопин, обладающий ядовитыми свойствами; в тканях некоторых видов двустворчатых моллюсков содер­ жится аркаин и астерубин.

Содержание креатина в мышцах наземных животных и рыб варьирует в широких пределах — от следов до 740 мг%, причем на долю азота креатина у разных ви­ дов рыб приходится от 9 до 67% всего экстрактивного азота. У; теплокровных больше всего креатина содержит­ ся в тканях мозга и поперечно-полосатых мышцах.

По содержанию креатина в мышцах отчетливой раз­ ницы между морскими пластиножаберными и костисты ми рыбами нет, однако у пластиножаберных отношение азота креатина к азоту экстрактивному не превышает 14—15%, зато у пресноводных видов рыб достигает 45— 72% (табл. 33).

Отсутствие креатина в мышцах морских беспозво­ ночных отражает биохимическую специфичность белко­ вого обмена у этого класса животных, ибо функции креатина у них выполняет аргинин, входящий в состав аргининфосфорной кислоты.

В составе экстрактивных азотистых веществ на долю азота креатинина приходится от 0,3 до 7,3% всего экст­ рактивного азота. Наибольшее содержание (55—60мг%) креатинина обнаружено в мышцах акул, скатов и кам­ бал; у пелагических рыб с бурой мускулатурой (тунцы, скумбрия, лакедра и др.) содержится 20—35 мг% креа­ тинина и наименьшее (6—11 мг%) содержание креати­ нина обнаружено у донных рыб со светлым мясом (гор­ былевые, окуни).

В мышцах акул и скатов в значительных количест­ вах обнаружен метилгуанидин. Из костистых рыб толь­ ко у трески обнаружено небольшое количество метилгуанидина в мышцах; в мышцах пресноводных рыб это гуанидиновое основание отсутствует.

В этой группе соединений (пури- Производные новые основания), биологически пурина важными являются аденин, ксантин,

гуанин, мочевая кислота.

Аденин (6-аминопурин) — пуриновое основание, обра­ зующееся при нуклеотидном обмене. В животном орга­ низме в результате дезаминирования из него образуется гипоксантин. На основе аденина в организме синтезиру­ ются нуклеотиды (РНК и ДНК) и богатые энергией сое­ динения АДФ и АТФ.

Гуанин (2-амино-6-гидроксипурин) входит в состав нуклеиновых кислот (РНК и ДНК) и образуется в ре­ зультате нуклеотидного обмена. В наибольших количест­ вах гуанин сосредоточивается в тканях плавательного пузыря, печени, чешуи (0,02—0,2%), в коже сабли-рыбы содержится до 0,8—0,9% гуанина.

Ксантин и мочевая кислота — промежуточные продук­ ты при ферментативном (ксантиноксидаза) превращении аденина в мочевину.

У рептилий и птиц мочевая кислота является конеч­ ным продуктом пуринового обмена. У большинства видов млекопитающих под воздействием окисляющего фер­ мента уриказы из мочевой кислоты образуется аллантоин. У некоторых видов моллюсков и рыб аллантоин

подвергается ферментативному расщеплению до моче­ вины и глиоксиловой кислоты; в организме морских ракообразных мочевина при участии уреазы расщепля­ ется до аммиака и углекислоты.

Этой группе соединений принадле- Производные жит очень важная роль. Кариозин имидазола (ß-аланин-гистидин) впервые был обнаружен в мышечном соке ске­ летных мышц теплокровных животных. В организме

животных карнозин образуется в результате биосинтеза из гистамина и ß-аланина. В результате метилирования из карнозина образуется ансерин.

Оба дипептида имеют большое биологическое значе­ ние: они стимулируют фосфорный обмен, способствуя накоплению АТФ и креатинфосфата.

В мышцах крупного рогатого скота карнозина со­ держится 200—300 мг%, а в мышцах лошадей и собак азот карнозина составляет 30—36% всего небелкового азота.

Содержание карнозина в мышцах пресноводных рыб не превышает 3 мг%, много его обнаружено в мышцах осетровых (210—310 мг%), в мясе кашалотов карнозина содержится 190—210 мг%, а в мясе усатых китов—100— 140 мг%.

Ансерин. в значительных количествах (до 150 мг%) обнаружен в мышцах трески; в мышцах других видов морских рыб азот ансерина составляет не более 5—10% всего небелкового азота. В мышцах кашалотов содер­ жится 80—130 мг% ансерина, а в мясе усатых китов не более 50 мг%.

В составе экстрактивных веществ мяса усатых китов обнаружен дипептид баленин (ß-аланин, 3-метилгисти-

обмена у усатых и зубатых китов.

При наличии в тканях свободного Гистамин гистидина в результате биологичес­ кого декарбоксилирования (энзимы

слизистой или микробных клеток) образуется гиста­ мин— диамин, обладающий высокой биологической активностью.