Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Биохимия пищевых продуктов и их метаболизм. Учебно-методическое пособие
.pdf
Бутирил-КоА взаимодействует со следующей молекулой
малонил-КоА, и процесс повторяется до образования
СН3 — СН2 — СН2 — СН2 — СН2 — СО ~ S-КоА.
Так наращивается углеродная цепочка до пальмитиновой,
стеариновой и других высших жирных кислот.
В митохондриях имеется ферментная система, катализирующая реакции синтеза высокомолекулярных жирных кислот.
В митохондриях также происходит процесс удлинения ненасыщенных жирных кислот.
В микросомах содержатся ферментные системы, участвующие в удлинении углеродной цепи насыщенных и ненасыщенных жирных кислот с использованием малонил-КоА для
наращивания цепи, который не связан с АПБ. Для восстановления α, β-двойной связи используется НАДФН.
Механизм биосинтеза ненасыщенных жирных кислот изучен недостаточно. Известно, что отдельные организмы обладают различной способностью образовывать ненасыщенные
жирные кислоты. У высших животных синтезируются лишь
мононенасыщенные жирные кислоты (моноевые кислоты).
Пальмитиновая и стеариновая кислоты служат предшественниками пальмитоолеиновой и олеиновой кислот. Реакция образования цис-двойных связей катализируется оксигеназами со
171
смешанной функцией.
Полиненасыщенные жирные кислоты (линолевая и линоленовая) в животном организме не синтезируются, а поступают
с пищей. Эти кислоты включаются в систему дегидрирования и
удлинения цепи с образованием кислот с различной длиной цепи и степенью ненасыщенности (С
20:5
, С
и т. д.).
20:4
Биосинтез триглицеридов. Большую часть липидов в
различных тканях составляют триацилглицерины (триглицериды), которые играют роль запасных липидов. Синтез триглицеридов идет в молочной железе в период лактации. Существует
три самостоятельных пути биосинтеза триглицеридов: αглицерофосфатный, диоксиацетонфосфатный и моноглицеридный, где в качестве предшественников используются соответсвенно α-глицерофосфат, диоксиацетонфосфат, моноглицерид
и высшие жирные кислоты в активированном состоянии. Моноглицеридный путь преобладает при синтезе в стенке кишечника.
В печени и жировой ткани синтез триглицеридов идет в
основном через образование фосфатидной кислоты. Фофатидная кислота является предшественником не только глицеридов,
но и фосфолипидов и других глицеринсодержащих липидов.
Реакция образования фосфатидной кислоты может быть представлена следующим образом.
Реакция идет преимущественно с С16 и С18 насыщенными
и ненасыщенными кислотами.
L-глицеро-3-фосфат образуется из диоксиацетонфосфата,
возникшего в реакциях гликолиза или путем фосфорилирования свободного глицерина. В первом случае диоксиацетон восстанавливается цитоплазматической НАД-зависимой глицерофосфатдегидрогеназой:
Во втором случае реакция катализируется глицеролкиназой:
172
Фосфатидная кислота далее гидролизуется специфической
фосфатазой с образованием диацилглицерина. Он взаимодействует с ацил-КоА и образуется триацилглицерин:
Схема путей превращения углеводов в составные компоненты
173
На схеме показано, что образование составных компонентов молока тесно связано с использованием и превращением
углеводов. Все пути превращения углеводов в процессах биосинтеза составных компонентов молока взаимодополняются и в
значительной степени служат для образования липидов и заменимых аминокислот для синтеза белков.
Минеральные вещества переходят в молоко из плазмы крови, однако этот процесс имеет избирательный характер. Так, в
плазме крови преобладают натрий и кальций; в молоке, наоборот,
больше кальция и меньше натрия. Другие компоненты (ферменты,
витамины, гормоны, иммунные тела), по-видимому, попадают в
молоко непосредственно из крови.
2.4. Химический состав и биологическая ценность
компонентов мяса
Мясом называют комплекс тканей животных, в состав которого входят мышечная, соединительная, хрящевая, костная и
жировая ткани. Кроме того, в мясе всегда присутствует небольшое количество нервной ткани.
Соотношение перечисленных тканей колеблется и зависит
от вида скота, породы, пола, возраста животного, его упитанности и также анатомического происхождения мяса.
Преобладающей в мясной туше является мышечная ткань. С
повышением упитанности увеличивается количество жировой ткани. Количество соединительной и костной тканей увеличивается с
возрастом животного. У взрослого скота соединительная ткань более плотная, чем у молодых, так как с возрастом начинается интенсивный рост коллагеновых и эластиновых волокон. В свиных тушах
соединительная ткань более мягкая, чем в говяжьих и бараньих.
Пищевая ценность зависит от соотношения тканей, входящих в его состав. Мышечная ткань обладает наибольшей питательной ценностью. Жировая ткань делает мясо высококалорийным продуктом. Чем больше в мясе соединительной ткани,
тем меньше его пищевая ценность и тем больше жесткость.
Химический состав мяса зависит от вида, упитанности, возраста скота, расположения и многих других факторов. Так, в мясе
молодых животных много воды и мало жира. С возрастом количество жира увеличивается, а влаги уменьшается. Мясо гусей и уток
содержит много жира, мясо кур и индеек - больше белковых веществ. Состав мяса различных животных представлен в таблице.
174
Таблица 15. Состав мяса различных животных
Содержание, % к общему белку
в
алин
5,7 5,0 5,0
г
истидин
2,9 3,2 2,7
л
изин
8,4 7,8 7,6 м
етионин
2,3 2,5 2,3
Замен
и
мые
: а
ланин
6,4 6,3 6,3
т
ирозин
3,2 3,0 3,2
Компонент
говядине телятине свинине баранине
Белки 16,2-29,5 19,1 - 19,4 13,5-16,4 12,8-18,6
Вода 55-69 68-70 49-58 48-56
Жир 11-28 5-12 25-37 16-37
Минеральные вещества 0,8-1,0 1,0-1,3 0,7-0,9 0,8 - 0,9
Содержание (в %) в
Белки. Мясо и мясопродукты характеризуются высоким
содержанием белка, но общее содержание белков мяса недостаточно характеризует его пищевую ценность, так как наряду с
полноценными белками (миозин, глобулин X и др.) в мясе присутствуют и неполноценные белки (коллаген, эластин).
Чем больше в мясе полноценных белков, тем выше его пищевая ценность. Вместе с тем и белки невысокой пищевой ценности все же играют большую роль. Аминокислоты, освобождающиеся из неполноценных белков, в процессе пищеварения дополняют аминокислотные смеси, образующиеся из других белков.
По аминокислотному составу мышцы одного и того же
животного и одноименные мышцы свиней, крупного рогатого
скота и овец аналогичны (табл. 16).
Таблица 16. Аминокислотный состав мяса
Аминокислоты
Незаменимые: аргинин 6,6 6,4 6,9
изолейцин 5,1 2,9 4,8
лейцин 8,4 7,5 7,4
треонин 4,0 5,1 4,9
фенилаланин 4,0 4,1 3,9
триптофан 1,1 1,4 1,3
аспарагиновая кислота 8,8 8,9 8,5
глицин 7,1 6,1 6,7
глютаминовая кислота 14,4 14,5 14,4
пролин 5,4 4,6 4,8
говядина свинина баранина
серин 3,8 4,0 3,9
цистин 1,4 1,3 1,3
175
Липиды. С мясом в пищевой рацион вносится значительное
количество жира. В мясе содержится 11 - 37% жира. Липиды входят в состав мяса в виде внутриклеточного жира - мельчайших капелек в клеточной плазме, межклеточного жира - скоплений между мышечными волокнами в соединительной ткани в виде прожилок, образуя «мраморность» мяса, и в межмускульной жировой
ткани и подкожной клетчатке - мясного жира. Биологическая ценность жиров зависит от содержания в них незаменимых (полиненасыщенных) жирных кислот (линолевой, линоленовой, арахидоновой). Однако в животных жирах их содержится мало, больше их
в растительных маслах. Среди животных жиров незаменимых
жирных кислот больше в свином жире.
Пищевые жиры мало отличаются по калорийности друг от
друга. Однако не все жиры усваиваются одинаково ввиду их
разных состава и свойств. Свиной жир лучше усваивается, чем
говяжий и бараний: усвояемость свиного жира составляет 96 98%, говяжьего - 76 - 94%, бараньего - 80 - 90%.
Из липоидов в мясе присутствуют фосфолипиды, холестерин и холестериды. Наиболее богата фосфолипидами баранина.
Витамины. Мясо - один из основных источников витаминов группы В. Витамин С в мясе практически отсутствует. Жирорастворимые витамины А, D и частично Е содержатся в мясе в
относительно небольших количествах по сравнению с потребностью человека в них. Чем больше в мясе жира, тем больше жирорастворимых витаминов и меньше водорастворимых.
Экстрактивные вещества. В мясе содержится около 1 %
безазотистых экстрактивных веществ (креатин, креатинфосфат,
карнозин, ансерин, АТФ, АДФ, АМФ, пуриновые основания,
аминокислоты, мочевина, аммиак, трупные яды).
После убоя животного азотистые экстрактивные вещества
и продукты их превращения участвуют в создании специфического вкуса и аромата мяса.
Углеводы. Они содержатся во всех тканях мяса. Особенно много их в мышечной и соединительной тканях. Из моносахаридов преобладает глюкоза, из полисахаридов - гликоген,
гиалуроновая кислота и хондроитинсульфаты. Работающие
мышцы содержат в среднем 3,6% гликогена.
В послеубойный период превращение гликогена мышечной ткани обусловливает появление ряда технологических
свойств мяса.
176
Мясо содержит различные витамины: А, В1 В2, РР, В3, С.
Больше всего в нем витамина А: в говядине - 60 ИЕ, в телятине
- 20, в баранине -200, в печени лошади - 5750, свиньи - 8240,
коровы - 9720, овцы -18640 ИЕ на 100 г. В мясе кур много витаминов В1, В6, РР, В3, Н, фолиевой кислоты, В12 и др.
Минеральные вещества. В тощем мясе содержится 1,0 -
1,5% минеральных веществ. Количественный состав их сле-
дующий, % в сырой ткани:
К - 0,254±0,398 Са - 0,003 - 0,009
Nа - 0,065 - 0,156 Мg - 0,022 - 0,028
Р-0,150-0,200 С1-0,07
Fе - 0,002 - 0,003 Zn - 0,003 - 0,005
В небольших концентрациях есть также Сu, Ва, В, Si, Рb,
Со, Мn, Мо, Р, Ni, А1, Аg и др.
В практике при определении питательной ценности мяса и
мясопродуктов о количестве полноценных белков принято судить по содержанию триптофана (Т) и оксипролина (О), а соотношение Т : О является биологическим показателем полноценности белков.
Установлены также коэффициенты перерасчета: триптофана - в белки мышечной, а оксипролина - в белки соединительной ткани.
2.4.1. Химический состав мышечной ткани
Мышечная ткань составляет более 42% веса тела сельскохозяйственных животных. Поперечно-полосатая и гладкая мускулатура является главной тканью организма животных.
Скелетная мускулатура и мышцы внутренних органов
обеспечивают возможность выполнения важных физиологических функций: движение, кровообращение, дыхание, поддержание тонуса сосудов, выделение экскретов и т. д.
Сократительная функция мышц обусловлена возможностью превращения в мышечных волокнах химической энергии
биохимических процессов в механическую работу.
Химический анализ мышц показывает, что в их состав
входят как органические, так и неорганические соединения;
выделено и описано более 80 различных веществ.
Благодаря классическим работам А. Я. Данилевского, Халибуртона, Т. Барановского, А. Сент-Дьердьи и других исследователей подробно изучены специфические белки мышечной
177
ткани и их свойства. В. С. Гулевич, Г. Эмбден, С. Е. Северин и
Органические вещества
20-26
Фосфатиды
0,4-1,0
Холестерин
0,08
-
0,23
Креатин + креатинфосфат
0,2-0,55
Креатинин
0,003
-
0,005
Аденозинтрифосфорная кислота
0,24
-
0,4
Карнитин
0,02
-
0,05
Ансерин
0,09
-
0,15
Пуриновые основания
0,07
-
0,2
3
Хлор
0,07
Фосфор (Н
3РО4
) 0,045
другие изучили специфические экстрактивные вещества мышц.
В. А. Энгельгардт выявил ферментативные свойства мышечных
белков. Подробно исследованы группы безазотистых веществ
углеводов и жиров, а также минеральных соединений.
Органами, обеспечивающими возможность перемещения
тела в пространстве и выполнение животными физической работы, являются, как известно, поперечно-полосатые мышцы.
Структурной единицей скелетной мышцы следует считать многоядерное мышечное волокно, длина которого может доходить
до 12 см при диаметре 20 - 100 μ (0,02 - 0,1 мм). Собственно сократительными элементами мышечной ткани являются миофибриллы - волокнистые образования, расположенные в форме
пучков нитей в саркоплазме мышечного волокна.
Таблица 17. Химический состав мышц млекопитающих
Название вещества Содержание, %
Вода 72-80
Белки 16,5-20,9
Гликоген 0,3 - 0,9 (до 2)
Карнозин 0,2 - 0,3
Свободные аминокислоты 0,1-0,7
Мочевина 0,002 - 0,2
Молочная кислота 0,01-0,02
Неорганические соли 1,0-1,5
Калий 0,32
Натрий 0,08
Кальций 0,007
Марганец 0,02
При микроскопическом исследовании миофибриллы скелетных мышц обнаруживают характерную поперечную исчер-
178
ченность, зависящую от оптической неоднородности входящих
в их состав белковых веществ.
В саркоплазме мышечного волокна, наряду с другими
включениями, имеющими различное значение, обычно можно
обнаружить глыбки гликогена и капельки липоидов, играющих
роль запасного энергетического материала (табл. 17).
Белки мышечной ткани. Белки являются главной составной частью мышц. Общее количество их достигает 20%.
Одни из них приближаются по свойствам к альбуминам, другие
- глобулинам, но имеют и свои специфические свойства.
Белки мышц можно разделить на три группы: саркоплазматические, миофибриллярные и белки стромы.
К белкам саркоплазмы относятся миогены, миоглобин,
глобулин X и миоальбумин.
Миогены - белки, близкие к альбуминам. Известны два
представителя этих белков - миоген А и миоген В. Они получены в кристаллическом виде. Количественно миоген В преобладает над миогеном А.
Миогены хорошо растворимы в воде и солевых средах с
низкой ионной силой и легко извлекаются из мышц. Впервые в
кристаллическом состоянии миогены были получены Т. Барановским в виде гексагональных пирамид. В. А. Энгельгардт в
1939 г. впервые обнаружил ферментативные свойства миогена
А. Ему удалось показать, что миоген А проявляет свойства
фермента альдолазы и расщепляет фруктозо-1,6-дифосфат на
две фосфотриазы: 3-фосфорно-глицериновый альдегид и фосфодиоксиацетон. В миогене А были обнаружены также ферменты фосфоглюкомутаза, дегидрогеназа глицеральдегидфосфата, изомераза фосфотриоз и др.
Миоген В ферментативной активностью не обладает. При
денатурации миоген В выпадает в виде нерастворимого соединения - миогенфибрина.
Миоглобин - красный дыхательный пигмент мышечной
ткани, осуществляет перенос кислорода к окислительным системам клеток. В мышцах содержится около 2% миоглобина в
пересчете на сухой остаток. У морских животных его содержание может достигать 20%. Молекула миоглобина состоит из
одной полипептидной цепи, содержащей 153 остатка амино-
179
кислот. Молекулярная масса белка составляет 17 тыс. Активной частью молекулы миоглобина является гем. Миоглобин с
кислородом образует оксимиоглобин. У человека и наземных
позвоночных с миоглобином связывается около 14% всего кислорода.
Глобулин X - гетерогенный белок, который остается в
мышечной ткани после выделения миогеновой фракции. По
химическим свойствам напоминает глобулины. Обладает ферментативными свойствами. Составляет в среднем 20% общего
количества белков ткани.
Миоальбумин по химическим свойствам сходен с альбуминами крови. Им богаты мышцы эмбрионов и гладкие мышцы.
К белкам миофибрилл относятся миозины, актин, актомиозин и тропомиозин.
Миозины относятся к белкам, близким к глобулинам. Они
хорошо растворимы в растворах солей. Этим пользуются при
выделении миозинов из мышц (растворы 0,6 М КС1, 0,04 М
NаНСО3 и др.). Вместе с тем миозины растворимы в некоторой
степени и в воде. Миозины способны к кристаллизации. В последние годы методом ультрацентрифугирования было установлено, что молекулярная масса миозина может достигать 840
000. В водных растворах миозины обладают высокой вязкостью (почти в 10 раз большей, чем миогены) и легко образуют
студни. Растворы миозинов обнаруживают двойное лучепреломление. Миозины под действием протеиназ распадаются на
субъединицы: ТММ и ЛММ. Первая - тяжелый меромиозин
(ТММ) - имеет молярную массу 230 000, вторая - легкий меромиозин (ЛММ) – 100 000.
Миозины легко вступают во взаимодействие со многими
веществами с образованием биокомплексов. Известны комплексы миозинов с гликогеном, холестерином, фосфатидами.
Комплексы миозина с АТФ, с калием, кальцием и многими
другими веществами изучены в последнее время. В мышцах
количество связанного с белками холестерина достигает 80%
от общего его содержания, а фосфатидов - до 25%.
Важнейшим свойством миозина является его способность
расщеплять АТФ на АДФ и молекулу Н3РО4 и, следовательно,
180
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]