Біохімія молока - реферат, сторінка 3
Порівнянна засвоюваність казеїну і сироваткового білка
Два головних білка в молоці - сироватка і казеїн. Цілий ряд досліджень виявив особливості їх засвоєння і впливу на метаболізм людського організму. Сироватковий протеїн всмоктується швидко і досягає пікового рівня в крові через 90 хвилин після прийому. Казеїн - повільний білок. Скручуючись в шлунку, він поступово вивільняє амінокислоти в кров. Спостереження показали, що приплив амінокислот з казеїну не припиняється протягом семи годин. Амінокислоти в крові пригнічують розпад м'язового білка. Швидка абсорбція сироваткового білка призводить до більшого окислення амінокислот в печінці і підвищенню білкового синтезу (через збільшення кількості амінокислот). Але сироватковий білок володіє меншим антикатаболічною дією, ніж казеїновий.
У нещодавно проведеному наукової дослідженні молочних білків взяли участь люди, які ведуть активний спосіб життя, і з'ясувалося, що вживання незамінних амінокислот до і після тренувань помітно сприяє синтезу білка, і відповідно, зростання обсягів і сили.
Якщо казеїн і сироватка засвоюються з різною швидкістю, який з них краще стимулює ріст м'язів після тренувань з вагами? На це питання і спробували відповісти вчені. Учасники експерименту отримували один з трьох напоїв через годину після закінчення тренування ніг. Напої були наступними:
2) 20 г сироваткового протеїну
Для відстеження метаболізму білка вчені заміряли рівень в крові двох незамінних амінокислот - лейцину і фенілаланіну. Як і очікувалося, обидва білка забезпечили позитивне білкове рівновагу, але рівень лейцину досягав свого піку раніше. На початку експерименту казеїн і сироватка показали подібне засвоєння фенілаланіну, але казеїн дав стійкіший в часі результат, що підтвердило його «повільне» дію.
Тим часом, до кінця експерименту обидва білка привели до однакового рівня фенілаланіну. Такий результат навів учених на думку, що з анаболической точки зору немає особливих відмінностей між прийомом сироваткового білка і казеїну. Також було відзначено, що тільки фенілаланін використовувався м'язами для синтезу білка. Лейцин, як амінокислота з розгалуженим ланцюжком, може накопичуватися м'язовими волокнами для отримання енергії. Таким чином, рівень фенілаланіну служить більш точним показником анаболічного відгуку м'язів. Швидке всмоктування сироваткового білка також забезпечує швидку оксидацію лейцину. Ініціатори експерименту повідомили про незначне окисленні лейцину з казеїну і 57% -ному його окисленні з сироваткового протеїну.
З двох розглянутих амінокислот тільки фенілаланін повністю використовувався для синтезу м'язового білка. Оскільки результати дії цієї амінокислоти були подібними у випадках прийому обох білків, вчені зробили висновок, що 4 сироватка і казеїн однаково ефективно підсилюють синтез м'язового білка після тренувань.
У молоці присутні ферменти: пероксидаза, каталаза, ліпаза, лужна фосфатаза, ксантиноксидаза і ін.
Пероксидаза - найпоширеніший фермент рослинних і тваринних тканин. Пероксидаза відноситься до групи двокомпонентних ферментів (железоглікопротеін), в складі яких гемін (протопорфирин IX в комплексі з тривалентним залізом) і поліпептидний ланцюг. Ділянки поліпептидного ланцюга, що входять в епітопи, представлені у вигляді затемнених суцільних стрічок.
Пероксидаза каталізує реакції оксігеназного, оксидазного і пероксидазного окисленнясубстратів.
Каталаза є гемсодержащих ферментом, складається з чотирьох субодиниць, кожна з яких містить по атому заліза. Фермент каталізує реакції розкладання (диспропорционирования) перекису водню на воду і кисень.
У молоці міститься незначна кількість каталази. Зростання активності ферменту відзначається у новотельних і стародойное корів. Особливо висока активність ферменту проявляється при захворюваннях вимені у корів (маститах).
Ліпаза відноситься до класу гідролаз, каталізує реакції гідролізу складноефірних зв'язків, розщеплюючи тріацілгліцеріни на гліцерин і жирні кислоти.
Лужна фосфатаза каталізує в лужному середовищі реакції гідролізу ортофосфорна ефірів. Має молекулярну масу рівну 110 кДа. У дії ферменту проявляються властивості гідролази, при відщепленні фосфату від субстрату і трансферази, коли здійснюється перенесення фосфату на молекулу акцептора.
Активаторами ферменту є іони Mg 2+. Mn 2+ і Co 2+. тоді як активність ферменту відзначено зниження іонами Zn 2+. Cu 2+ і Hg 2+. Крім того, інгібіторами ферменту можуть бути жовчні кислоти, амінокислоти (аланін, гістидин і лізин), сечовина.
Ферменти потрапляють в молоко з крові або є складовими частинами, що відриваються клітин секреторного епітелію. Тому висока активність лужної фосфатази в молоці може свідчити про захворювання печінки і кісткової системи. Лужна фосфатаза в молоці може бути і мікробного походження. Тому висока активність ферменту може свідчити про низький санітарний якості молока.
Ксантиноксидаза відноситься до молибденсодержащих ферментам. Фермент молока має молекулярну масу рівну 275 кДа, містить по 2 атома молібдену, 2 молекули ФАД і 8 атомів заліза на кожній молекулі білка. Ксантиноксидаза каталізує реакції оксидазного окислення ксантину до сечової кислоти. Субстратами ферменту можуть бути альдегіди, які окислюються до карбонових кислот. У молоці відзначається висока активність ферменту.
α-Амілаза є спеціалізованим ферментом, який каталізує реакції гідролізу α-1,4-глікозидних зв'язків полісахаридів. Продуктами реакції можуть бути мальтоза і мальтотріоза. Молекулярна маса ферменту 48 кДа. Активність ферменту зростає в присутності іонів хлору. Оптимум каталітичної активності α-амілази доводиться на діапазон pH 6,5 ... 7,5. У складі ферменту один іон кальцію, який бере участь в стабілізації білкової глобули ферменту.
Таким чином, ми визначили основні ферменти молока.
Вуглеводами називаються речовини органічної природи, основними компонентами яких є альдегіди і кетони багатоатомних спиртів, а також полімери цих сполук. Вуглеводи умовно ділять на три групи: моносахариди, олігосахариди і полісахариди.
До групи моносахаридів входять багатоатомні спирти, в складі яких є кето- або альдегидная група, тоді як до групи олігосахаридів відносять вуглеводи, в складі яких два або більше моносахарида, зазвичай не більше десяти. Все моно- і олігосахариди добре розчинні в полярних розчинниках. До групи полісахаридів входять сполуки, в складі яких моносахариди формують полімерні ланцюжки, нерозчинні в полярних розчинниках.
Основним вуглеводом молока є дисахарид лактоза, мул молочний цукор, якого в молоці міститься 4,5 ... 5,0%. Крім того, в молоці може бути до 0,2% галактози і 0,01 ... 0,1% глюкози.
У складі лактози молекули α-D-глюкози і β-D-галактози пов'язані між собою 1,4-β-гликозидной зв'язком.
У незначних кількостях в молоці присутні і інші олігосахариди: трісахаріди, тетрасахаріди, пентасахаріди, гексасахаріди і ін.
Ліпіди - це гетерогенна група органічних речовин, нерозчинних або погано розчинних у полярних розчинниках, але добре розчинних у неполярних розчинниках.
Розрізняють такі групи ліпідів: жирні кислоти, нейтральні ліпіди, фосфоліпіди, сфінголіпіди, воску, стероїди.
Жирні кислоти. До групи жирних кислот відносять представників карбонових кислот, в складі яких вуглеводневий радикал і карбоксильная група. Жирні кислоти можна умовно розділити на дві групи: насичені і ненасичені (в складі вуглеводневої радикала одна, дві і більше подвійних зв'язків). Насичені жирні кислоти тваринних тканин, як правило, містять парне число вуглецевих атомів, найчастіше 16 (пальмітинова) або 18 (стеаринова), тоді як ненасичені жирні кислоти мають в своєму складі одну або кілька подвійних зв'язків (кротонова, оленів, ерукової, нервоновая, лінолева та ін.).
Причому лінолева і ліноленова кислоти не синтезуються в організмі ссавців і повинні надходити з рослинною їжею. Тому ці кислоти називають незамінними жирними кислотами.
У полярних розчинниках жирні кислоти здатні формувати міцелярні структури, в яких негативно заряджені карбоксильні групи звернені в бік полярних молекул, а неполярні вуглеводневі радикали формують внутрішню частину міцели. Жирні кислоти молока можуть частково синтезуватися в молочній залозі, а частково надходять з крові.
Нейтральні ліпіди. Основними ліпідами молока є тріацілгліцеріни, в складі яких залишок гліцерину і три залишку вищих жирних кислот. Трьохатомної спирт гліцерин з'єднаний складноефірного зв'язком з однією, двома і трьома молекулами вищих жирних кислот, утворюючи моно-, ди-і тріацілгліцеріни.
Фосфоліпіди. Фосфогліцерідов є похідні фосфатидного кислоти, в складі яких залишки гліцерину, фосфорної кислоти, азотовмісного з'єднання і два залишку жирних кислот. Основними фосфолипидами тваринних тканин є лецитин і кефалин.
У полярному середовищі фосфоліпіди легко утворюють міцели. При цьому залишки жирних кислот фосфоліпідів орієнтовані у всередину міцели, а полярні групи звернені назовні, в сторону розчинника.
У складі лецитину залишок полярної групи представлений холін, тоді як в фосфатіділетаноламін полярної групою є етаноламін.
При гомогенізації 5 ... 15% фосфоліпідів може перейти в розчин, тоді як при сепарування молока 60 ... 70% фосфоліпідів переходить в вершки, а при збиванні вершків (при виробництві масла) 50 ... 65% фосфоліпідів переходять в сколотини.
Сфінголіпіди. До групи сфинголипидов відносять неполярні сполуки, в основі будови яких присутня сфингозин.
Сфінголіпіди можна умовно розділити на три групи: сфінгомієліни, цереброзидів і гангліозиди.
Сфінгомієліни. До складу сфінгоміелінов входять: сфингозин, по одному залишку жирної кислоти, фосфорної кислоти і полярна група (частіше холін). Сфінголіпіди є основними компонентами мембран клітин, становлять основу жирових кульок молока.
Цереброзидів. Це з'єднання неполярной природи, в складі яких сфингозин, залишок жирної кислоти і полярна група, представлена гексози (D-галактоза).
Гангліозид. До складу ганглиозидов входять залишки сфингозина, жирної кислоти, D-глюкоза, D-галактоза і аминосодержащего вуглевод.
Стероїди. Це група функціонально активних сполук, основним компонентом яких є пергідрофенантренціклопентан.