§ 27. Белки (окончание)

Денатурация белков. При денатурации под влиянием внешних факторов (температуры, механического воздействия, действия химических реагентов и ряда других факторов) происходит изменение вторичной, третичной и четвертичной структур белковой макромолекулы, т. е. её нативной пространственной структуры. Первичная структура, а следовательно, и химический состав белка при этом не изменяются, но снижаются растворимость и способность к гидратации, теряется биологическая активность. В результате изменения формы белковой макромолекулы происходит её укрупнение. В то же время увеличивается активность некоторых химических групп, что облегчает протеолиз — ферментативный гидролиз белков, катализирующийся протеолитическими ферментами (протеазами), т. е. белок легче гидролизуется.

В пищевой технологии особое практическое значение имеет тепловая денатурация белков, степень которой зависит от температуры, продолжительности нагрева и влажности. Это необходимо помнить при разработке режимов термообработки пищевого сырья, полуфабрикатов, а иногда и готовых продуктов. Особую роль процессы тепловой денатурации играют при бланшировании растительного сырья, сушке зерна, выпечке хлеба, производстве макаронных изделий. Денатурация белков может вызываться и механическим воздействием (давлением, растиранием, встряхиванием), действием ультразвука. Наконец, к денатурации белков приводит добавление химических реагентов (кислот, щелочей, спирта, ацетона). Все эти приёмы широко используют в пищевой промышленности и биотехнологии.

Пенообразование. Это способность белков образовывать высококонцентрированные системы «жидкость — газ», называемые пенами. Устойчивость пены, в которой белок является пенообразователем, зависит не только от его природы и от концентрации, но и от температуры. Белки в качестве пенообразователей широко используются в кондитерской промышленности при изготовлении пастилы, зефира, суфле. Структуру пены имеет хлеб, а это влияет на его вкусовые свойства.

Гидролиз белков. Молекулы белков под влиянием ряда факторов могут разрушаться или вступать во взаимодействие с другими веществами с образованием новых продуктов. Для пищевой промышленности можно выделить два очень важных процесса: 1) гидролиз белков под действием ферментов; 2) взаимодействие аминогрупп белков или аминокислот с карбонильными группами восстанавливающих Сахаров. Под влиянием протеаз — ферментов, катализирующих гидролитическое расщепление белков, последние распадаются на более простые продукты (поли- и дипептиды) и в конечном счёте на аминокислоты. Скорость гидролиза белка зависит от его состава, молекулярной структуры, активности фермента и условий.

Уравнение гидролиза с образованием аминокислот в общем виде можно записать так:

Уравнение гидролиза с образованием аминокислот

Горение белков. Белки горят с образованием азота, углекислого газа и воды, а также некоторых других веществ.

Ксантопротеиновая реакция

Горение сопровождается характерным запахом жжёных перьев.

Цветные реакции. Для определения содержания белков в растворе используют следующие реакции:

ксантопротеиновую, при которой происходит взаимодействие ароматических и гетероатомных циклов в молекуле белка с концентрированной азотной кислотой, сопровождающееся появлением жёлтой окраски (рис. 76);

биуретовую, при которой происходит взаимодействие слабощелочных растворов белков с раствором сульфата меди (II) с образованием комплексных соединений между ионами Си²⁺ и полипептидами. Реакция сопровождается появлением фиолетово-синей окраски (рис. 77).

Биуретовая реакция

1. Охарактеризуйте строение белков. Какую роль играют различные виды химических связей в формировании различных структур белковых молекул?

2. Как соотносятся между собой понятия «пептид», «полипептид», «полиамид» и «белок»?

3. Охарактеризуйте важнейшие физические и химические свойства белков.

4. С помощью каких реакций можно распознать белки?

5. В семи группах подготовьте сообщения о различных функциях белков в организме: ферментативной, регуляторной, структурной, двигательной, транспортной, запасающей, защитной. Проведите классную мини-конференцию «Функции белков в организме».

6. Вспомните из курса общей биологии, какие белки определяют иммунные свойства организмов.

7. Расскажите о СПИДе и профилактике этого страшного заболевания.

8. Как распознать изделие из натуральной шерсти и искусственного волокна?

9. Напишите уравнение гидролиза белков, имеющих общую формулу

Какое значение имеет этот процесс в биологии и как он используется в промышленности?

10. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

этан → этиловый спирт → уксусный альдегид → уксусная кислота → хлоруксусная кислота → аминоуксусная кислота → полипептид.

11. Подготовьте сообщение о жизни и научных исследованиях английского биохимика Ф. Сенгера. За какое открытие учёный получил Нобелевскую премию?

<<< К началу