«Тамақ өндірістерінің технологиясына кіріспе»
жүктеу/скачать 0.94 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Сапалық және сандық
3.1 - кестенің жалғасы
3.1 - кестенің жалғасы
Ақуызды фракцияларды заманауи (хроматография, электрофорез, ультрацентрифугирлеу, полярография) әдістермен зерттеу олар гетерогенді және субфракциядан, компоненттерден және субкомпоненттерден тұратынын көрсетті. Биотиптердің, сұрыптардың ақуызды фракциялары субфракция, компоненттер санына және ара қатынасына байланысты ерекшеленеді. Субфракциялар және компоненттерде спецификалық амин қышқылды құрамы болады. Ақуызды заттарды анықтаудың барлық әдістері ақуыз түзуші амин қышқылдардың қасиеттері және құрамыне негізделген. Әдістердің классификациясы 3.2-суретте ұсынылған. Тағамдық нысандарда ақуыздың болуы сапалық реакциялар көмегімен анықталады, оларды шартты екі топқа бөлінеді: түсті реакциялар және тұндыру реакциясы. Бірінші топ арасында кең тараған реакция пептидті (амидті) байланысқа биурет реакциясы (Пиотровский реакциясы) және α – амин қышқылына нингидрин реакциясы, ақуызда белгілі амин қышқылдар қалдығының бар болуымен негізделген арнайы реакциялар. Арнайы реакциялар нәтижелері бойынша ақуыздардың тағамдық құндылығы туралы мәлімет алуға болады. Пиотровский реакциясының мәні ақуыз молекуласында пептидті байланыстың (-СО-NH-) болуынан амидті ерітінді мыс гидроксиді ерітіндісімен әрекетеседі, сұйықтық күлгін-көк немесе күлгін-қызыл түске боялады. Сапалық және сандық
Ақуызды анықтау әдісіСапалық Сандық түсті тұндыру минералдамау минералдау Лоури Биурет Бояуларды УК-спектропия Къельдаль әдісі әдісі байланыстыруға әдісі әдісі негізделген әдісі 3.2-сурет. Ақуызды анықтау әдістері Реакцияны бақылау үшін пробиркаларға 1-2см3 ақуыз және дәл сол мөлшерде 4 % сілті ерітіндісі, 1-2 тамшы 0,5% мыс купоросы қосылады. Ақуыздардың барлығы, оның гидролиз өнімдері – тетрапептидтен бастап пептондар мен пептидтер реакция береді. α –амин қышқылы бар ақуыздардың басқа реакциясы нингидрин реакциясы. 0,1 % концентрациялы нингидрин қыздыру кезінде α-күйде болатын дәл сол мөлшердегі NН2- топтары бар ақуыз ерітіндісімен әрекетеседі, келесіде салқындату кезінде жүйеге көк түс береді. Фенолды және гетероциклді топтары бар болуымен байланысқан ақуыздарға жеке реакциялар бар. Ақуыздарды реакцияның екінші тобында тұздар, органикалық ерітінділер, концентрленген қышқылдар, сілтілер, ауыр металдар иондарының, температуралардың әсерінен және изоэлектрлік нүктеде тұндырылады. Ерітілген күйде ақуыздар тұрақсыз, сол себептен органикалық ерітінділер (спирт, ацетон), сілтілік металлдардың нейтральді тұздарының концентрленген ерітінділер қосқанда және физикалық факторлар (қыздыру, сәулелендіру, ультрадыбыс) әсерінен гидратты қабат бұзылады және олар тұңбаға түседі. Шикізаттың (ұн, жарма, сүт, ет) ақуызды заттары, ферменттер тамақ өнімдерінің сапасын қамтамасыз етуде негізгі болады, осы қосылыстардың физико-химиялық, биохимиялық және физиологиялық қасиеттерін зерттеу үшін ақуыздың жеке және денатурленбеген күйін алу шартты болып келеді. Ақуыздар әртүрлі факторлардың әсерінен денатурацияға ұшырап көп жағдайда табиғи (нативті) қасиеттерін (еру, гидратация, ферментативтік белсенділік және т.б.) жоғалтады. Ең кең тараған сандық әдіс Къелдаль әдісі, Фолин реактивімен Лоури, Т.А. Глагорева, К.А. Мерка модификациясындағы Войвуд әдісі. Тағамдық нысандарғы ақуыз мөлшерін Къелдаль әдісін қолдану арқылы азот мөлшері бойынша анықтайды. Бұл әдістің талдау ұзақтығын қысқарту және жеңілдету үшін әдісті әзірлеу мерзімінен (1983) бастап әртүрлі катализаторлар және минералдау шарттарын қолдану арқылы түрленіп келеді. Түрлендірілген әдістер негізінде «Кьелфос» типті жоғары өнімді автоматты анализаторлар жасалды, оларда ақуыз мөлшерін анықтау бағасы қазіргі уақыттада өте қымбат болып келеді. Әдіс катализаторлары бар концентрленген күкірт қышқылын қыздыру кезінді үлгілерді минералдауға негізделген. Аммиакты бор қышқылы ерітіндісіне енгізеді және 0,1 н күкірт қышқылы ерітіндісімен титрлейді. Титрлеу кеткен қышқыл мөлшерін азот бойынша титрге көбейтіп үлгідегі азот мөлшерін табады. Аммиакпен бор қышқылының ортоборлы (Н3ВО3 НВО2 + Н2О) қышқылдан метаборлы қышқылдың түзілуімен химиялық реакциясы жүреді. Бор қышқылы өте әлсіз сутегі иондарының концентрациясына әрекет етпейді. Реакция келесідей жүреді: NH3 + HBO2 = NH4+ + BO2-. Нәтижеде алынған анион ВО2- қышқыл ерітіндісімен титрленеді; онда протон боррат-анионға (негіз) қайта айналады: Н+ + ВО2- = НВО2. Анион ВО2 күшті негіз, сондықтан оны күшті қышқылмен титрлеуге болады. Ақуыздар мөлшерін Къелдаль әдісімен есептегенде аздаған шарттылық бар, онда ауыстырымдылық коэффициенті қолданылады. Бірақ кемшіліккке қарамастан Къелдаль әдісі унифицирленген, ол көптеген тамақ өнімдерінің МЕСТтеріне қосылған. Азот мөлшерін ақуыз мөлшеріне ауыстыру үшін 6,25 коэффициенті қолданады. Өйткені көптеген ақуыздарда азот мөлшері 16 % (100:6,25 = 16) құрайды. Бірақ әр түрдегі шикі ақуыздың фактілі мөлшеріне сәйкес келетін коэффициентті қолдану дұрыс болып табылады. Ақ бидай үшін 5,7 коэффициенті алынды, өйткені оның ақуыздарында 17,5 % азот бар. Басқа ақуызды ресурстар үшін келесідей ауыстырылым коэффициенті бар: 5,7 – қарабидай, арпа, сұлы, күнбағыс тұқымдары; 5,8 – соя; 6,25 – жүгері, ет; 6,38 – сүт. Ақуызды анықтаудың колориметриялық әдісі (Лоури әдісі) көк түс беретін Фолин реактивімен ақуыздың реакциясына негізделген. Бояу интенсивтілігі қызыл сәуле фильтрі бар фотоэлектроколориметрде (немесе толқын ұзындығы 150 нм спектрофотометр) анықтайды. Ерітіндідегі ақуыз мөлшерін калибрлік қисықта табады. 10-100 мкг концентрациялы ерітіндіде ақуызды анықтау үшін бұл әдісті қолданады. Биурет әдісі негізінде биурет реакциясы жатыр. Калибрлік график қолдану арқылы оптикалық тығыздық бойынша ерітіндідегі ақуыз концентрациясын табады. Ақуызды анықтаудың бұл әдісі қол жетімді реактивтер және электрофорезге арналған ерітінділерде ақуызды анықтау үшін қолданылады. Азотты анықтаудың әртүрлі әдістері бар, мысалы Дюма әдісімен, нейтронды-активациялық және фенолятгипохлориді бар «Техникон» аспабында анықтау. Дюма әдісінің принципі атмосферада органикалық қосылыстардың көміртегі оксидының газ тәрізді күйге дейін ыдырауы, азот (N2) көлемінің келешекте өзгеруі өлшенеді. Нейтронды-активациялық әдісте үлгінің азот атомдары 13N изотоп алынатын ядролық реакторда нейтрондармен әрекеттеседі, ақуыз мөлшері гамма-сәуле мөлшері бойынша есептеледі. Инфрақызыл спектроскопия әдісі кең тараған, белгілі толқын ұзындығы бар және анализатор үлгілерінде көрсететін интенсивтілікті өлшеумен ақуызбен жарықты сіңіруге негізделген. Аспаптар Къелдаль әдісімен анықталатын ақуыздың белгілі мөлшері бар дәндер (эталон) үлгілері бойынша калибрленеді. Тұну деңгейі әртүрлі (фолометрлік емес әдіс), ақуыздың бояғыштарды (көк кумаси R-250, амидоқара және т.б.) адсорбирлеу, жарық сәулелерін сындыру (сыну көрсеткіштері бойынша) қабілетімен негізделген ақуызды сандық анықтау әдістері белгілі. Олар жоғары дәлдігімен және қарапайымдылығымен сипатталады, бірақ бір қатар шектеулері бар. Көк кумасси бар, биурет және Лоури әдістері ынғайлы. Ақуыздың массалық үлесін колориметрлік әдіспенде анықтайды, изолектрлік нүктеден төмен рН-та ақуыздың ерімейтін кешенің түзілунен қышқыл бояғыштарды байланыстыру қабілетімен негізделген. Ерітіндінің бояу интенсивтілігі ақуыздың мөлшеріне пропорционалды қайта азаяды. Ерімейтін кешенден арылған соң қалған бояғыш ерітіндісінің оптикалық тығыздығын өлшейді және градуирлеу графигімен ақуыздың массалық үлесін анықтайды. Ақуыздың массалық үлесін формольді титрлеу арқылы анықтау. Бұл әдісті қышқылдылық 22оС жоғары емес болғанда сүттегі ақуыздың массалық үлесін бақылау үшін қолданады. Ол ақуыздың сілтілік аминтптардың формалинмен әрекеттесуіне негізделген, оның нәтижесінде ақуыздың карбоксильді қышқыл топтар босап шығады. Сүттің титтрлік қышқылдылығы жоғарылайды. Оның жоғарылауы бойынша ақуыздың массалық үлесін анықтайды. Сүттегі ақуыздың массалық үлесін анықтау үшін рефрактометрлік әдісте қолданады. Ол сүт үлгісінен алынған сүттің және ақуызсыз сүт сарысуының сыну көрсеткішінің өзгеруіне негізделген, олардың арасындағы айырмашылығы сүттегі ақуыздың массалық үлесіне пропорциоанлды. Ақуыздың физико-химиялық қасиеттерін және тамақ жүйелеріндегі ауысуларды зерттеуде фракциялау және ақуызсыз қоспалардан тазарту әдісі кеңінен қолданады. Олар молекулалардың өлшемі, зарядтардың еруі және спецификалық химиялық топтармен ұқсастығы сияқты қасиеттердің айырмашылығымен негізделеді. Ақуыздарды бөліп алу операциясының жалпы сұлбасы биологиялық материалды ұсақтау (гомогендеу), жеке күйде ақуызды экстрагирлеу және бөлуден (тазарту және алу) тұрады. Ерітіндіден ақуызды сілтілік және сілтілік жерлі металдар тұздарының әсерімен тұндыру тұздандыру (высаливание) деп аталады. Тұздандыру үшін көбінесе аммоний сульфаты қолданады, оның әсерінен ақуыз ерігіштігін және ферментативтік белсенділікті сақтайды. Глобулиндер 50 %, альбуминдер 100 % тұз ерітінділері қаныққанда тұңбаға түседі, қадамдық фракциялауда (20-100 % қаныққанда) ақуыздар және басқа кластар (проламиндер, глютелиндер) тұңбаға түседі. Тәжірибеде ақуызды бөлу және тазартуда әртүрлі хромотография типтері қолданады: адсорбциялық, бөлгіштік, ион алмасу және ұқсастық бойынша хроматография. Адсорбциялық хроматография ақуыздар полярлігі айырмашылығына негізделген. Колонкада буферлі ерітіндімен бірге адсорбентті қораптайды, оған еріткіштің аздаған мөлшеріне зертелетін үлгіні салады. Бөлінетін қоспа компоненттері адсорбцияланады, кейін жоғарыланатын концентрациясы немесе полярлігі бар буферлі ерітінді көмегімен элюирлеулейді. Ақуыз фракцияларын фракциянынң автоматтық коллекторы арқылы жинайды. Бөлгіштік хромотографиясы адсорбциялыққа қарағанда қозғалмайтын фаза ретінде қатты фазада (силикагель, қағаз) тұратын сулы ерітінді болып келеді. Бөлінетін заттар сулы қабат және еріткіштін қозғалмалы фазасы арасында көп рет бөлінеді, колонка немесе қағаз ұзындығы бойынша әртүрлі жылдамдықпен қозғалады. Қағазда бөлгіштік хромотография пептидтер және амин қышқылдарды зерттеу үшін жиі қолданады. Абсорбент ретінде целлюлоза жіптері, еріткіш ретінде органикалық ерітінділер қоспасы болып келеді, мысалы: спирт - сірке қышқылы - су. Хроматограмманы шығарады, кептіреді және тәсілдермен бөлінетін компоненттердің орналасуын зерттейді. Ион алмасулық хроматография әдісімен ақуыздар немесе амин қышқылдары молекуланың жалпы зарядымың айырмашылығы негізінде бөлінеді. Егер ақуыз нейтралды ортада (рН 7) оң зарядты болса, ол фенолды, сульфо- және карбоксильді тобы (катион алмастырғыш) бар ион алмастырғыш колонкада байланыстырылады. Ақуызды фракциялау үшін полистерол және целлюлоза туындылары қолданылады. Оң зарядталған ақуыз колонкадан хлорлы натрий ерітіндісімен немесе элюлирлеуші буфердің рН-ның өзгеруімен алынады. Натрий иондары ақуыздың оң зарядталған топтармен қарсыласады. Оң заряды аз ақуыздар колонкадан бірінші, заряды көп болатындар соңғы шайылады. Ұқсастық хроматографиясы (аффинды хроматография) тасымалдағышқа бекітілген спецификалық заттармен (лиганда) ақуызды тандамалы байланыстыру принципіне негізделген. Лигандалар (глюкоза) тасымалдағыштарға ковалентті қосылады (иммобилизацияға ұшырап) және зерттелетін ақуызды қоспаны колонкаға жағады. Байланыспаған ақуыздар сәйкес буфермен алынады, ал қажет ақуыз өте жоғары концентрациядағы лиганды құрамында бар ерітіндімен әзірленеді. Молекулада колонкаға жабысқан глюкоза қалдықтары ерітіндідегі глюкозамен ауыстырылады. Гель-фильтрлеу немесе молекулярлы тор әдісі сефадекс немесе басқа типті (агарозды, полистеролды) гелі бар колонкадан ақуызды өткізуге негізделген. Сонымен қатар кеуекті шарлар және кеуекті кварц (порасил) қолданады. Электрофоретикалық бөліну әдісінің принципі катиондар (+) немесе анионда (-) түрінде зарядталған пішінде бола тұрып пептидтер және амин қышқылдар молекуласының белгілі жылдамдықпен электр өрісінде қозғалу қабілеттілігімен негізделген. Ақуызды изоэлектрлік фокустау әдісінде өте жоғары рұқсат ету қабілеті бар, рН градиенті және кернеуінде бір уақытта колонкада өткізілетін фронтальді электрофорез негізінде жатыр. Ағзада амин қышқылдардың бір бөлігі ғана синтезделеді, қалғаны тамақпен бірге түсуі керек. Біріншілері алмастырылатын, екіншісі алмастырылмайтын. Алмастырылатын амин қышқылдары рационда бір-бірін алмастыра алады, олар біріншісі екіншісіне ауыстырылады немесе көмірсулы немесе липидті алмасудың аралық өнімдерінен синтезделеді. Адам өмір сүруін 8 алмастырылмайтын және 2 жартылай алмастырылатын амин қышқылдары бар балансталған қоспа тамақпен бірге күнделікті тұтыну қамтамасыз етеді. Алмастырылмайтын амин қышқылдар көміртегінің тарамдалған тізбегімен – лейцин, изолейцин, валин, ароматтық – фенилаланин, триптофан, алифатикалық – треонин, лизин және метионинмен ұсынылған. Жартылай алмастырылатындарға аргинин және гистидин жатады, олар ағзада баяу синтезделеді. Ағзаға түсетін ақуыз сапасын сипаттайтын негізгі түсінік биологиялық болып келеді, алмастырылмайтын амин қышқылдардың бар болуа және оның сінімділік дәрежесі. Амин қышқылды құрам бойынша тұтынатын ақуыз ағза ақуызының құрамына жақын болған сайын, оның биологиялық құндылығыда жоғары болады. Тамақ өнімдерінің химиялық құрамын, тамақ өнімдерінің құрамына кіретін көптеген ақуызды заттардың әрқайсысының ағзада метаболикалық ауысу заңдылықтарын зерттеу, өмір тірішілігіне қатысуын, иньегралды биологиялық әсерді табу биологиялық құндылық туралы ғылыми түсініктің пайда болуына әкелді, бұл түсінікке кіреді: тамақ азотының салыстырмалы дәрежеде қалуы немесе ақуыздың амин қышқыл құрамды және басқа құрылымдық ерекшеліктеріне байланысты азотты тепе-теңдікті сақтау үшін одан арылу тиімділігі. «Биологиялық құндылық» термині ақуызды қорту, оның құрамының баланстық дәрежесіне байланысты өнімдердің ақуызды компоненттерінің сапасын көрсетеді. Биологиялық құндылық химиялық және биологиялық әдістерімен анықталады (тест-ағзалар қолдану арқылы). Биологиялық құндылық ұғымына ағзаның физиологиялық сұраныстарына тамақ құрамының сәйкестік дәрежесіне негізделе отырып тамақ өнімдерін биологиялық бағалаудың кейбір принциптері әзірленді. Ақуыздың биологиялық құндылығы сараптама өткізу нұсқасына және оны есептеу әдісіне қарамастан өлшемдерді абсолютті емес салыстырмалы (пайызбен) көрсету, стандартты ақуыздарды қолдану арқылы алынған аналогті көрсеткіштермен салыстыру керек екендігі туралы көптеген зерттеулер бір шешімге келді. Ақуыздардың биологиялық құндылығын зерттеудің химиялық әдістері тамақ өнімдеріндегі ақуыз құрамын зерттеу нәтижелерінің негізінде, тірі ағзада тағамдық ақуыз және азоттың қалу дәрежесі арасындағы бекітілген байланыс, алмастырылмайтын ақуыздардың бар болуы нәтижелерінің негізінде жасалған. Амин қышқылды скор (а.с.) көрсеткіштермен сәйкес есептелетін Х.Митчел және Р.Блок әдістері кеңінен қлданады. Скор эталонды ақуызда мөлшерде зерттелетін ақуыздың амин қышқыл (а.қ.) мөлшеріне қатынасын сипаттайтын пайыздық немесе өлшемсіз өлшемдермен көрсетіледі. Скорды есептеу кезінде формула мынадай болады: жүктеу/скачать 0.94 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||